宽雷诺数下肋参数对U型内冷通道流动与换热特性影响的实验研究

摘要

为了研究肋高和通道高的比值(e/H)、肋间距与肋高的比值(P/e)以及肋角度(α)对U型带肋通道流动与换热特性的影响，采用铜板法结合热电偶测量壁面温度分布，对6个不同肋参数U型带肋通道的表面换热特性进行了实验研究。带肋通道截面为正方形，实验的Re为5.0×10～3～1.0×10～5。研究结果表明，随着e/H和Re的增大，带肋通道的对流换热系数逐渐增大，但相应的流动损失增幅明显，e/H从0.08增大到0.12时，通道的阻力系数增大了近一倍。对于e/H=0.08的通道，P/e分别为6、8、10时，P/e为8时的对流换热系数和阻力损失均高于其他两种情况。相较于90°正交肋，带角度的斜肋能够进一步增强带肋通道的对流换热，75°肋的强化效果略强于60°肋。在实验参数范围内，对于几种不同的带肋U型通道，对流换热系数为光滑通道的1.9～3.0倍，阻力系数为光滑通道的4～16倍。综合考虑换热与流阻，e/H=0.08、P/e=8、α=45°的通道性能最好。

关键词

涡轮叶片 / 内部冷却 / 带肋通道 / 对流换热

基金资助

国家科技重大专项资助项目(J2019-Ⅲ-0007-0050); 王宽诚青年学者项目