凹坑-樹(shù)狀分叉微細(xì)通道換熱特性的數(shù)值研究

摘要：通過(guò)求解三維雷諾時(shí)均N-S方程和SSG雷諾應(yīng)力模型,數(shù)值研究了透平葉片內(nèi)部樹(shù)狀分叉微細(xì)通道中的流動(dòng)和換熱特性,著重分析了壁面凹坑結(jié)構(gòu)對(duì)通道強(qiáng)化換熱特性的影響。研究表明:在本文研究結(jié)構(gòu)下,通道分叉引起的縱向渦二次流和凹坑引起的分離渦二次流是通道換熱得到強(qiáng)化的主要原因。蒸汽和空氣在通道中的二次流渦旋流動(dòng)特性相似,但熱物性的差異使得蒸汽的平均努塞爾數(shù)比空氣的高約48%~67%。在不同的凹坑流向間距下,蒸汽冷卻的摩擦系數(shù)比均隨著雷諾數(shù)的增加先減小后增大,努塞爾數(shù)比和強(qiáng)化換熱因子則均隨著雷諾數(shù)的增加而減小。當(dāng)凹坑流向間距為3時(shí),通道中蒸汽冷卻的強(qiáng)化換熱性能最佳。