Численное исследование влияния размещения выступов перед соплом на эффективность пленочного охлаждения с различными горизонтальными углами подачи охладителя
Д. Чжэн1,2, С. Ван1, Ц. Юань1
1Университет Сиань Цзяотун, Сиань, Китай
zhengdareng@gmail.com
2Университет Торонто, Торонто, Канада
Ключевые слова: пленочное охлаждение, выступы выше по течению, сложные углы, адиабатическая эффективность охлаждения
Страницы: 209-223
Аннотация
Проведено численное исследование метода улучшения эффективности пленочного охлаждения путем размещения выступа перед соплом с горизонтальным углом подачи охладителя. Исследовано восемь случаев с различной геометрией, включающих углы подачи 15°, 30° и 45° в горизонтальной плоскости, и варианты размещения выступов на расстояниях 5, 10 и 15 мм. Изучено влияние изменения угла подачи охладителя и расстояния до выступа на эффективность пленочного охлаждения. Также для сравнения представлены случаи пленочного охлаждения плоской пластины без модификаций - только с горизонтальным углом и только с выступом. Выполнена оценка эффективности пленочного охлаждения для отношения плотностей 0,97 и при значениях коэффициента вдува в интервале 1-2. Полученные результаты показали, что эффективность пленочного охлаждения через отверстия с ненулевым горизонтальным углом к основному потоку существенно улучшается благодаря размещению выступа выше по течению, особенно для области, расположенной ниже отверстий. Для этой геометрии наблюдаются захват потока охладителя и наличие парных вихрей со встречным вращением. Эффективность пленочного охлаждения существенно улучшается благодаря совместному эффекту захвата охладителя и вращающихся парных вихрей. Кроме того, эффективность пленочного охлаждения зависит от угла подачи охладителя и от расстояния до выступа. При увеличении угла подачи повышается эффективность пленочного охлаждения в поперечном потоку направлении. Увеличение расстояния от сопла до вышестоящего выступа понижает адиабатическую эффективность охлаждения.
|
