Моделирование теплозащитных свойств газовых завес при параметрах, типичных для организации пленочного охлаждения

Тип работы:
Диссертация
Предмет:
Теплофизика и теоретическая теплотехника
Страниц:
147
Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Актуальность работы. Постоянный рост температуры газа на входе в турбину приводит к необходимости обеспечения работоспособности элементов ГТД (газотурбинного двигателя), подверженных воздействию высоких температур газа. Из всех элементов высокотемпературного тракта в наиболее напряженных условиях работает лопаточный аппарат турбины. Повышение температуры рабочего тела влечет необходимость совершенствования системы охлаждения, в частности конвективно-пленочного. Как показывают исследования, в лопатках турбины высокого давления (ТВД) двигателей V поколения, изготавливаемых из имеющихся жаропрочных сплавов, при интенсивном заградительном охлаждении необходимая средняя в сечении лопаток относительная глубина охлаждения должна быть >0. 6, а минимальное значение 0. 45−0.5 [34].

Оптимизация систем охлаждения для получения равномерного распределения температуры по профилю лопатки и снижения термических напряжений требует совершенствования методов расчета теплового состояния лопаток, в том числе численного моделирования.

Цель и задачи работы. Целью диссертации является разработка рациональных подходов к моделированию трехмерного (ЗВ) течения, теплообмена и теплового состояния лопаток турбомашин с развитой системой конвективно-пленочного охлаждения. Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи.

1. Разработать численную модель для моделирования 3О течения и эффективности охлаждения при выдуве из двухрядной и однорядной перфорации на пластине и криволинейной поверхности.

2. Установить влияние колебаний основного потока на нестационарные характеристики трехмерной газовой завесы. Получить критериальное выражение для поправки, учитывающей низкочастотные наведенные колебания основного потока.

3. Провести анализ трехмерной структуры газовых завес на пластине, а также на выпуклой и вогнутой поверхностях.

4. Разработать подход и обобщить опытные данные по эффективности пленочного охлаждения на криволинейной поверхности с учетом струйного характера течения вблизи места выдува при высоких параметрах вдув а.

5. Провести апробацию предложенных расчетных формул на примере рабочей лопатки современного высокотемпературного двигателя.

6. Разработать трехмерные численные модели для расчета теплового состояния лопатки с развитой системой конвективно-пленочного охлаждения на основе сопряженного и полусопряженного подходов.

Метод исследования. Решение задач осуществлялось с использованием коммерческих пакетов STAR-CD и STAR-CCM+, в которых применяется метод конечных объемов для решения уравнений Навье-Стокса, осредненных по Рейнольдсу- и с использованием усовершенствованной версии программы расчета теплового состояния сечения лопатки ГТД, применяемой в ОАО & laquo-Климов»-, в которую введена полученная в работе поправка, учитывающая влияние кривизны поверхности на эффективность пленочного охлаждения.

Научная новизна результатов заключается в следующем.

— Рассмотрены трехмерные (сопряженный и полусопряженный) и двумерный подходы к моделированию теплового состояния лопаток при развитом конвективно-пленочном охлаждении и даны рекомендации по выбору параметров численных моделей, с погрешностью по глубине охлаждения металла лопаток, не превышающей 5%.

— На основе уравнений Навье-Стокса, осредненных по Рейнольдсу, разработана численная трехмерная модель расчета эффективности пленочного охлаждения пластины и криволинейной поверхности.

— Установлено влияние колебания основного потока на нестационарные характеристики трехмерной газовой завесы. Получено критериальное выражение для поправки, учитывающей наведенные колебания основного потока.

— Обобщены опытные данные и предложена формула, учитывающая влияние кривизны охлаждаемой поверхности на эффективность пленочного охлаждения при высоких параметрах вдува и вблизи места выдува.

Практическая ценность. Усовершенствованная инженерная методика расчета теплового состояния сечения лопатки при высоких параметрах вдува позволяет учесть струйный характер течения вблизи места выдува и уточнить прогнозирование теплового состояния для плоского сечения лопатки современного ГТД.

Разработанные численные модели на основе полусопряженного и сопряженного подходов позволяют получать локальные распределения расходов во внутренней системе охлаждения лопатки, а также трехмерное тепловое состояние лопатки. Показано, что корректное численное моделирование теплового состояния лопаток газовых турбин с помощью современного гидродинамического пакета не уступает по точности определения их локальных и интегральных характеристик экспериментальным данным, позволяет дополнить, а в некоторых случаях заменить дорогостоящий эксперимент с целью получения распределения температуры по профилю лопатки с приемлемой для инженерной практики точностью.

Повышение точности расчетов и учет локальных характеристик теплообмена позволяет проектировать более гибкую систему охлаждения, обеспечивающую работоспособность турбины, а значит, увеличивать ресурс турбины.

Достоверность и обоснованность результатов работы достигается:

— Использованием фундаментальных законов сохранения массы, импульса и энергии.

Применением лицензионного программного обеспечения, верифицированного на основе сравнения с опытными данными по эффективности пленочного охлаждения на пластине и криволинейной поверхности.

Согласованием расчетных данных с результатами натурных экспериментов, полученных при испытании лопатки с развитой конвективно-пленочной системы охлаждения.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, списка обозначений, пяти глав, заключения и библиографического списка использованной литературы из 103 наименований. Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, включая 12 таблиц и 70 рисунков.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующихработах:

Научные статьи* опубликованные в рецензируемых научных изданиях, определенных ВАК:

1. Измоденова Т. Ю. Нестационарная газовая завеса при& raquo- воздействии? неоднородного колеблющегося. потока [Текст] / ИзмоденоваТ. Ю-, Кортиков Н. Н, Кузнецов Н. Б. // Теплофизика и аэромеханика, — 2008-- Том 15.- № 4. -С. 623 — 628.

2. Измоденова Т. Ю. Эффективность пленочного охлаждения при выдуве завесы из однорядной перфорации на криволинейную поверхность [Текст] / Измоденова Т. Ю., Кортиков H.H., Кузнецов Н. Б. // Тепловые процессы* в технике, — 2009. — № 12. — С. 507−510.

Работы^ опубликованные в других изданиях:

3. Измоденова Т. Ю. Газовая- завеса за двухрядной перфорацией- на пластине: опыт использования различных моделей турбулентности и расчетных сеток [Текст] / Измоденова Т. Ю., Кортиков H.H., Кузнецов Н Б: // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках (XVI Школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством акад. РАН А.И. Леонтьева). М.: Изд-во МЭИ, — 2007. — Том 1. — G. 148 — 151.

4. Измоденова Т. Ю. Численное моделирование нестационарной трехмерной завесы в колеблющемся потоке газа [Текст] / Измоденова Т. Ю., Кортиков Н: Н. // XXXVI неделя науки СПбГПУ: Материалы Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов' и аспирантов. Ч. II. СПб.: Изд-во Политехи: ун-та, — 2008. — С. 151 — 153.

5. Измоденова Т. Ю. Моделирование пленочного охлаждения сопловых и рабочих лопаток ТВД современных высокотемпературных двигателей [Текст] / Измоденова Т. Ю., Кузнецов Н. Б., Кортиков H.H. // X, Международный салон & laquo-Двигатели — 2008″: Научно-технический конгресс по двигателестроению НТКД-2008, Москва 16−18 апреля 2008. — G. 62 — 64:

6. T. Yu. Izmodenova. Unsteady film cooling with imposed nonuniform pulsations of the main flow / T. Yu. Izmodenova, N.N. Kortikov and N.B. Kuznetsov // Thermophysics and aeromechanics, — 2008. — Vol. 15. — No. 4. -pp. 583−588:

7. Измоденова Т. Ю. Эффективность пленочного охлаждения при выдуве завесы из однорядной перфорации^ на пластинеv [Текст] / Измоденова Т. Ю. ', -Кортиков H.H., Кузнецов Н. Б. // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в аэрокосмических технологиях (XVII Школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством акад. РАН А.И. Леонтьева). М.: Изд-во МЭИ, — 2009. — Том 1. — С. 190 — 193.

8. Измоденова Т. Ю. Эффективность пленочного охлаждения при выдуве завесы из однорядной перфорации на криволинейную поверхность [Текст] / Измоденова Т. Ю., Кортиков H.H., Кузнецов Н. Б. // Перспективные разработки в авиадвигателестроении. Санкт-Петербург, 20 октября 2009 г.: сборник статей заочной научно-технической конференции & laquo-Климовские чтения& raquo-. СПб.- Изд-во Политехи, ун-та, — 2009. — С. 88 — 96.

9. Измоденова& bull- Т. Ю. Совершенствование подходов к моделированию теплового состояния перфорированных лопаток высокотемпературных газовых турбин [Текст] / Измоденова Т. Ю., Кортиков H.H., Кузнецов Н. Б. // Москва, 25−28 октября 2010 г. Труды Пятой Российской национальной конференции по теплообмену, М.: Изд-во МЭИ, — 2010. — Том 2. — С. 131 -134.

10. Измоденова Т. Ю. Совершенствование подходов к моделированию теплового состояния лопаток высокотемпературных газовых турбин с конвективно — пленочной системой охлаждения [Электронный ресурс] / Измоденова Т. Ю., Кортиков H.H., Кузнецов Н. Б. // Авиадвигатели XXI века: материалы конф. — Электрон, дан. — М.: ЦИАМ, — 2010. — 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Рассмотрены трехмерные и двумерный подходы к моделированию теплового состояния лопаток при развитом конвективно — пленочном- охлаждении и даны рекомендации по выбору параметров численных моделей, с погрешностью по глубине охлаждения металла лопаток, не превышающей 5%. Выявлены достаточность применения расчетных сеток в 2. 8″ млн. ячеек для получения осредненных значений по глубине охлаждения и необходимость увеличения числа ячеек до 23.5 млн. для локальной температуры лопатки при сопряженной постановке.

2. Разработаны методы расчета эффективности трехмерных газовых завес при наличии много факторного воздействия параметров системы пленочного охлаждения, в том числе кривизны обтекаемой поверхности, колебаний основного потока для параметров вдува, больших единицы. Показано, что применение модели турбулентности V2 °F на расчетной сетке с l^sl, учитывающей течение в подводящих каналах, позволяет получить удовлетворительное соответствие расчетных и опытных данных (погрешность 20%) на расстоянии, превышающем десять калибров.

3. Установлено, что распространение возмущений от наложения поперечных колебаний в основном потоке внутри газовой завесы происходит в виде бегущей волны и приводит к снижению эффективности газовой завесы на 20% при наложении низкочастотных колебаний. Построены диаграммы, с помощью которых установлены области влияния нестационарности. На основе анализа трехмерной структуры газовых завес на криволинейной поверхности объяснена инверсия эффективности охлаждения в зависимости от параметра вдува и кривизны поверхности.

4. Трехмерное моделирование течения и сопряженного теплообмена выявило перераспределение расхода воздуха внутри лопатки по сравнению с расчетом по одномерной теории графов, в частности, уменьшение на 24% значения расхода через восемь рядов перфораций из-за наличия зоны отрыва в одном из рядов перфораций, а также отличие температуры в срединном сечении (на 25%) от ее значения на концевых участках лопатки вследствие перетекания в радиальном зазоре и разнонаправленного течения завесы вблизи входной кромки.

5. Предложена поправка на кривизну для расчета эффективности газовых завес в виде относительного закона Леонтьева-Кутателадзе. Проведена ее апробация при расчете теплового состояния для среднего сечения двух рабочих лопаток и достигнуто улучшение согласования расчета с опытными данными (на 8%) на корытной части лопатки.

Показать Свернуть

Содержание

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

1. ОБЗОР ПОДХОДОВ К МОДЕЛИРОВАНИЮ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХМЕРНЫХ ГАЗОВЫХ ЗАВЕС ПРИ ВЫДУВЕ ЧЕРЕЗ ПЕРФОРАЦИИ.

1.1 Системы развитого пленочного охлаждения лопаток высокотемпературных газовых турбин.

1.2 Трехмерная структура газовой завесы при выдуве из перфорации. Безразмерные параметры, влияющие на теплозащитные свойства газовых завес.

1.3 Методы расчета эффективности газовой завесы на пластине.

1.3.1 Классификация методов расчета эффективности охлаждения.

1.3.2 Методы расчета эффективности пленочного охлаждения при выдуве завесы через щель.

1.3.3 Опыт численного моделирования трехмерных газовых завес.

1.4 Теплозащитные свойства газовой завесы на криволинейной поверхности.

1.4.1 Результаты экспериментальных исследований.

1.4.2 Численные исследования.

1.5 Численное моделирование теплового состояния лопаток газовых турбин при конвективно-пленочном охлаждении.

1.5.1 Обзор экспериментальных исследований по влиянию различных факторов на эффективность пленочного охлаждения лопаток ГТД.

1.5.2 Численное моделирование эффективности пленочного охлаждения лопаток ГТД.

1.5.3 Численное моделирование теплового состояния лопаток ГТД.

1.6 Цели и задачи диссертации.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРЕХМЕРНОГО ТЕЧЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЛЕНОЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПРИ ВЫДУВЕ ГАЗОВОЙ ЗАВЕСЫ ИЗ ДВУХРЯДНОЙ ПЕРФОРАЦИИ НА ПЛАСТИНЕ.

2.1 Газовая завеса за двухрядной перфорацией на пластине.

2.2 Нестационарная газовая завеса при воздействии неоднородного колеблющегося потока.

2.2.1 Постановка задачи и вычислительные аспекты.

2.2.2 Результаты расчета и их анализ.

2.3 Область влияния нестационарности на эффективность пленочного охлаждения.

3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЛЕНОЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПРИ ВЫДУВЕ ЗАВЕСЫ ИЗ ОДНОРЯДНОЙ ПЕРФОРАЦИИ НА КРИВОЛИНЕЙНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ.

3.1 Анализ опытных данных.

3.2 Вычислительные аспекты численного моделирования.

3.3 Результаты расчета.

4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОЭТАПНОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЛОПАТОК ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ГАЗОВЫХ ТУРБИН.

4.1 Методика поэтапного расчета теплового состояния рабочей лопатки с развитой конвективно-пленочной системой охлаждения.

4.2 Влияние кривизны на эффективность охлаждения при параметрах вдува, больших единицы.

4.3 Апробация усовершенствованной методики расчета теплового расчета охлаждаемой лопатки перспективного ГТД.

4.3.1 Рабочая лопатка модификации двигателя РД-33.

4.3.2 Рабочая лопатка с развитой системой конвективно-пленочного охлаждения.

5. ТРЕХМЕРНОЕ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ОХЛАЖДАЕМОЙ ЛОПАТКИ ГТД В СОПРЯЖЕННОЙ И ПОЛУСОПРЯЖЕННОЙ ПОСТАНОВКАХ.

5.1 Объект исследования: лопатка турбины с развитой системой конвективно-пленочного охлаждения.

5.1.1 Конструкция экспериментальной лопатки.

5.1.2 Экспериментальная установка. Измеряемые параметры.

5.1.3 Результаты эксперимента.

5.2 Численное моделирование. Постановка и вычислительные аспекты задачи.

5.2.1 Расчетная область и граничные условия.

5.2.2 Расчетные сетки.

5.3 Результаты расчета сопряженного теплообмена.

5.3.1 Внешняя газодинамика и гидравлика.

5.3.2 Выбор численной модели.

5.3.3 Анализ трехмерного течения, теплообмена и эффективности пленочного охлаждения.

Список литературы

1. Абрамович Г. Н. Теория турбулентных струй М.: Физматгиз. — 1960. -715 С.

2. Алтунин В. В., Геллер В. В., Кременевская Е. А., Перелынтейн И. И., Петров Е. К. Теплофизические свойства фреонов. Том 2. Фреоны метанового ряда. Под ред. С. Л. Ривкина. М: Издательство стандартов. 1985. — 264 С.

3. Богомолов E.H. Рабочие процессы в охлаждаемых турбинах газотурбинных двигателей с перфорированными лопатками М.: Машиностроение. — 1987. — 160 С.

4. Бородачев В. Я. Теоретическое и экспериментальное исследование воздушно-заградительного охлаждения плоской пластины. — М.: Оборонгиз. -1956. -39 С.

5. Венедиктов В. Д., Сахаров В. Н., Колесов А. Н., Михайлов Е. И. Разработка методов оптимизации турбинных решеток с заградительным охлаждением. // Технический отчет. М.: ЦИАМ. 1980. — 60С.

6. Волчков Э. П., Дворников H.A., Терехов В. И. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое закрученного потока. -Новосибирск. 1983. — 48 С. (Препринт СО АН СССР / Институт теплофизики, № 107.)

7. Волчков Э. П., Кутателадзе С. С, Леонтьев А. И. О влиянии сжимаемости и неизотермичности газа на эффективность заградительного охлаждения при турбулентном турбулентном пограничном слое. // ПМТФ. -1966.- № 4. -С. 126−129.

8. Глазков В. В., Гусева М. Д., Жестков Б. А. Течение при струйном охлаждении пластины // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1979. -№ 4. -С. 56−61.

9. Гэддис, Лэмб. Приближенный анализ пленочного охлаждения при постоянных свойствах охладителя // Энергетические машины и установки -1972. -№ 4.- С. 1−10.

10. Джабрен, Браун. Завесное охлаждение с использованием двух рядов отверстий, наклоненных в продольном и поперечном направлениях // Энергетические машины и установки. 1985. — Т. 107. — № 1. — С. 70−77.

11. Дыбан Е. П., Репухов В. М. Исследование эффективности пленочного охлаждения за единичной щелью и использование полученных данных для расчета многощелевого охлаждения. В кн.: Тепло- и массоперенос. — Т.1. -М.: Энергия. — 1968. — С. 249−253.

12. Ермолаев A.A., Кривоносова В. В. Численное моделирование и сопоставление с результатами экспериментов теплового состояния лопаток турбины ГТЭ-65 // Вестник двигателестроения. 2008. — № 3. — С. 21−27.

13. Зысина-Моложен JIM., Зысин JI.B., Поляк М. П. Теплообмен в турбомашинах. Л.: Машиностроенение. — 1974. — 336 С.

14. Иноземцев A.A., Нихамкин М. А., Сандрацкий В. Л. Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. Том 2. Copyright © 2007 ОАО & laquo-Авиадвигатель»- - ОАО & laquo-Пермский Моторный Завод& raquo-. http: //www. avid. ru/pr/uchebnik/tom2

15. Кадотани, Голдстейн. Влияние параметров основного потока на течение струй, вдуваемых через ряд наклонных круглых отверстий // Энергетические машины и установки. 1979. — Т. 101. — № 2. — С. 96−104.

16. Копелев С. З., Гуров G.B. Тепловое состояние элементов конструкции авиационных двигателей М: Машиностроение. — 1978. — 208 С.

17. Кортиков H.H., Смирнов Ю. А. Обобщение опытных данных по эффективности завесного охлаждения при вдуве под углом // Промышленная теплотехника. 1988. — Т. 10. -№ 1. — С. 33−36.

18. Круковский П. Г., Юрченко Д. Д., Полубинский A.C., Яцевский В. А., Чепаскина С. М. Верификация трехмерной модели теплового состояния охлаждаемой лопатки ГТД в сопряженной постановке // Промышленная теплотехника. 2005. — № 1. — С. 17−28.

19. Кутателадзе. С.С., Леонтьев А. И. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое. М.: Энергоатомиздат. — 1985. — 320 С.

20. Лис. Экспериментальное исследование пленочного охлаждения при вдуве через ряд отверстий // Энергетические машины и установки. 1975. -№ 1. — С. 23−31.

21. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука. 1987. -840 С.

22. Лопотко В. М., Кухтин Ю. П. Анализ пленочного охлаждения лопаток турбин в нестационарном потоке газа // Вестник двигателестроения. Харьков. «- -2003. -№ 3. С. 90−96.

23. Луковников А., Федечкин К. Авиадвигатель пятого поколения: как избежать ошибки // Авиапанорама. 2008. — Январь — февраль. — С. 24 — 27.

24. Нагога Г. П. Эффективные способы охлаждения лопаток высокотемпературных газовых турбин. Учебное пособие. М.: Изд-во МЭИ. — 1996. — 100 С.

25. Николаенко В. А., Карпухин В. И. Измерение температуры с помощью облученных материалов. -М.: Энергоатомиздат. 1986. — 120 С.

26. Основы теплопередачи в авиационной и ракетной технике // В: С. Авдуевский, Ю.И. Данилов- В. К. Кошкин и др. М.: Оборонгиз. — 1960. -390 С.

27. Педерсен, Эккерт, Голдстейн. Исследование пленочного охлаждения при больших разностях плотностей основного и вторичного, газов методом аналогии между тепло и массообменном // Теплопередача. — 1977. — № 4. С. 124−131.

28. Программный комплекс COLD для расчета систем охлаждения лопаток газовых турбин. Расчет параметров охладителя / С. М. Вохмянин, Э. Г. Роост, И. А. Богов. Под общ. ред. И. А. Богова. Международная академия наук высшей школы. Санкт-Петербург. 1996. — 71 С.

29. Работы ведущих авиадвигателестроительных компаний по созданию перспективных авиационных двигателей (аналитический обзор) / Под ред. В. А. Скибина, В. И. Солонина. М.: ЦИАМ. 2004. — 424 С.

30. Репухов В. М. Теория тепловой защиты стенки вдувом газа Киев: Наукова думка. — 1980. — 296 С.

31. Смирнов П. Е. Численное моделирование трехмерного течения и теплообмена в условиях, типичных для организации пленочного охлаждения // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Санкт-Петербург. — 2005. — 135 С.

32. Сполдинг Д. Б. Некоторые приложения нового метода расчета турбулентного пограничного слоя: в 3-х т. М.: Энергия. — 1968. — Т.1. -С. 7−23.

33. Теплообменные аппараты и системы охлаждения газотурбинных и комбинированных установок: Учебник для вузов / В. Л. Иванов, А. И. Леонтьев, Э. А. Манушин, М. И. Осипов / Под ред. А. И. Леонтьева. М: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана. — 2003. — 592 С.

34. Теплообменные устройства газотурбинных и комбинированных установок: Учеб. пособие / Н. Д Грязнов, В. М. Епифанов, В. Л. Иванов, Э. А. Манушин / Под ред. А. И. Леонтьева. М: Машиностроение. — 1985. — 360 С.

35. Теплопередача в охлаждаемых деталях газотурбинных двигателей летательных аппаратов. В. И. Локай, М. Н. Бодунов, В. В. Жуйков, A.B. Щукин- М.: Машиностроение. 1985. — 216 С.

36. Халатов A.A., Авраменко A.A., Шевчук И. В. Теплообмен и гидродинамика около криволинейных поверхностей Киев: Наук. Думка. -1992. — 136 С.

37. Шварц, Голдстейн, Эккерт. Влияние кривизны на характеристики завесного охлаждения. Современное машиностроение. 1991. — № 10. -С. 116−123.

38. Швец И. Т., Дыбан Е. П. Воздушное охлаждение деталей газовых турбин. Киев: Наукова думка. — 1974. — 487 С.

39. Эккерт Э. Р: Пленочное охлаждение в газовой среде // ИФЖ. 1970. — Т. 19. — № 3. — с. 426−440.

40. Abhari, R.S. and Epstein, А.Н. An Experimental Study of Film Cooling in a Rotating Transonic Turbine // ASME J. of Turbomachinery. 1994. v. 116, P. 63−70i

41. Adami P., Montomoli F., Martelli F., Saumweber C. Numerical investigation of internal crossflow film cooling // Proceedings of ASME TURBO EXPO 2002 June 3−6, 2002, Amsterdam, the Netherlands. GT-2002−30 171.

42. Baldauf S., Scheurlen M., Schulz A., Wirtig S. Correlation of film cooling* effectiveness from thermographic measurements at engine like conditions // Proc. ASME. Turbo Expo. 2002. Amsterdam. The Netherlands. 14 P.

43. M. Bell, P.M. Ligrani, W.A. Hull, C.M. Norton. Film cooling subject to bulk flow pulsations: effects of blowing ratio, free stream velocity, and pulsation frequency // IJHMT. 1999. V. 42. P. 4333 4344.

44. Berhe, M. K., and Patankar, S. V. Curvature effects on discrete-hole film cooling//ASME Journal of Turbomachinery. 1999a. V. 121. P. 781−791.

45. Berhe, M. K. and Patankar, S. V. Investigation of Discrete-Hole Film-Cooling Parameters Using Curved-Plate Models // ASME Journal of Turbomachinery. 1999b. V. 121. P. 792−803.

46. Coulthard S.M., Yolino R.J., Flack K.A. Effect of Jet Pulsing on Film Cooling, Part 1: Effectiveness and Flowfield Temperature Results // ASME Journal of Turbomachinery. 2006. V. 129. P. 232−246.

47. Cutbirth, J.M., and Bogard, D.G. Evaluation of Pressure Side Film Cooling with Flow and Thermal-Field Measurements Part 1: Showerhead Effects // ASME J. of Turbomachinery. 2002. V. 124, P. 670−677.

48. Dring, R.P., Blair, M.F., and Hoslyn, H.D. An Experimental Investigation of Film Cooling on a Turbine RotorBlade // ASME J. of Engineering for Power. 1980. V. 102. P. 81−87.

49. Escudier M.P., Whitelaw. J.H. The influence of strong adverse pressure gradients on the effectiveness of film cooling // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1968. V. 111. No.8. P. 1289−1292.

50. Goldstein, R.J., and Chen, H. P. Film Cooling on a. Gas Turbine Blade near the Endwall // ASME J. of Engineering for Gas Turbines and Power. 1985. V. 107. P. 117−122.

51. Goldstein R. J., Kornblum Y., Eckert E. R. G. Film Cooling Effectiveness on a Turbine Blade // Israel Journal of Technology. 1982. V. 20. P. 193−200.

52. Harrison K.L., Bogard D.G. Comparison of rans turbulence models for prediction of film cooling performance // Proceedings of ASME Turbo Expo 2008 June 9−13, 2008, Berlin, Germany. GT2008−51 423. 10 P.

53. Ito S., Goldstein R. J., Eckert E. R. G. Film cooling of a gas turbine blade //Journal of Engineering for power. 1978. V. 100. P. 476−481.

54. Hylton, L.D., Milhec, M.S., Turner, E.R., Nealy, D.A., and York, R.E. Analytical and Experimental Evaluation of the Heat Transfer Distribution Over the Surface of Turbine Vanes. 1983. NASA CR 168 015.

55. Karandia S., Roy S. Detached eddy simulation of turbine blade cooling // Paper AIAA-2003−3632. 0rlando. Florida. 2003. 10 P.

56. Kartuzova O., Danila D., Ibrahim M.B., Volino R. J. CFD simulation" of jet pulsation" effects on film cooling of flat-plates // Proceedings of ASME Turbo? Expo 2008 June 9−13, 2008, Berlin, Germany. GT2008−50 284. 16.P.

57. Lakehal, D., Theodoridis, G., Rodi, W. Computation of film cooling of a flat plate by lateral injection from a row of holes // Int. J. Heat Fluid Flow. 1998. V. 19. P. 418−430.

58. Lakehal, D., Theodoridis, G., Rodi, W. Three dimensional flow and heat transfer calculations of film cooling at the leading edge of a symmetrical turbine blade model // Int. J. Heat Fluid Flow. 2001. V. 22. P. 113−122.

59. Lakshminarayana, B. Fluid Dynamics and Heat Transfer of Turbomachinery, N.Y.: Wiley Interscience. 1996. 809p.

60. Leylek, J. H., Zerkle, R. D. Discrete-jet film cooling: a comparison of computational results with experiments // ASME J. Turbomachinery. 1994. V. 116. P. 358−368.

61. Lee H.W., Lee U.G. Effects of bulk flow pulsation on film cooling with shaped holes // ICUMT Turbine. 2000. Cesme. Turkey. P. 71−72.

62. Ligiani P.M., Bell C.M. Film cooling subject to bulk flow pulsations: effects of density ratio, hole length-to-diameter ratio, and pulsation frequency. // Technical Note. IJHMT. V. 44. 2001. P. 2005−2009.

63. Lin Y. L. and Shih T. I-P. Computations of discrete-hole film cooling over flat and convex surfaces // ASME paper no. 98-GT-436.

64. Lutum, E., J. von Wolfersdorf, Weigand B., Semmler K. Film cooling on a convex surface with zero pressure gradient flow // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2000. V. 43. P. 2973−2987.

65. Makino M., Kumada M., Yang (ed) W.J. Effects of wall curvature on the full-coverage film cooling effectiveness // Heat Transfer and fluid flow in rotating machinery. 1987a. P. 103−112.

66. Mayle R. E., Kopper F. C., Blair M. F., Bailey D. A. Effect of streamline curvature on film cooling // Journal of Engineering for power. 1977. V. 99. P. 77−82.

67. Mhetras Sh., Han Je-Chin and Rudolph Ron Film-cooling effectiveness from shaped film cooling holes for a gas turbine blade // Proceedings of ASME Turbo Expo 2008 June 9−13, 2008, Berlin, Germany. GT-2008−50 916.

68. Muck K. C., Hoffmann P. H., Bradshaw P. The effects of convex surface curvature on turbulent boundary layers, // Journal of Fluid Mechanics. 1985. V. 161. P. 347−369.

69. Muck K. C., Hoffmann P. H., Bradshaw P. Hie effects of concave curvature on turbulent boundary layer // Journal-of Fluid Mechanics. 1985. V. 161. P. 371−403.

70. Muska J.F., Fish R.W., Suo M. The additive nature of film cooling from row of holes // Trans. ASME. 1976. V. A98. No.4. P. 457−463.

71. MTU Report winter-spring 2005−2006. P. 28−29. www. mtu. de

72. MTU Report January 2003. P. 16. www. mtu. de

73. MTU Report winter-spring 2007−2008. P. 11. www mtu. de

74. Polanka, M.D., Ethridge, M.I., Cutbirth, J.M., Bogard, D.G. Effects of Showerhead Injection on Film Cooling Effectiveness for a Downstream Row of Holes // ASME Paper. 2000. 2000-GT-240.

75. Schwarz, S. G. Film cooling of curved surfaces. Ph.D. Thesis, University of Minnesota, MN. 1986.

76. Schwarz, S.G. and Goldstein, R.J. The Two-Dimensional Behavior of Film-Cooling Jets on Concave Surfaces // ASME Journal of Turbomachinery. 1988. V. 111. P. 124−130.

77. Schwarz S. G., Goldstein R. J., Eckert E. R. G. The influence of curvature on film cooling performance // Journal of Turbomachinery. 1991. V. 113, P. 27−33.

78. Sellers Jr. J. P. Gaseous film cooling with multiple injection station // AIAA Journal. 1963. Vol.1. No. 9. P. 2152−2154.

79. Sinha, A. K., Bogard, D. G., and Crawford, M.E. Film Cooling Effectiveness Downstream of a Single Row of Holes with Variable Density Ratio // ASME Journal of Turbomachinery. 1991. V 113. P. 442−449.

80. Smirnov E., Smirnovsky A. Turbine vane cascade heat transfer predictions using a modified version of the y Ree laminar-turbulent transition model // Int. Symp. on Heat Transfer in Gas Turbine systems, Antalya, Turkey. 2009. IIP.

81. So, R.M.C. and Mellor, G. L. Experiments on convex curvature Effects in turbulent boundary layers // Journal of Fluid Mechanics. 1973. V. 60. No.l. P. 43−62.

82. STAR-CD version 3. 22. Methodology. CD adapco Group. 2004. 314 P.

83. STAR CCM+ version 5. 04. User’s guide. CD adapco Group. 2010. 6912 P.

84. Takeishi, K., Aoki, S., and Sato, T., and Tsukagoshi, K. Film Cooling on a Gas Turbine Rotor Blade // ASME J. of Turbomachinery. 1992. V. 114. P. 828−834.

85. Theodoridis, G., Lakehal, D., Rodi, W. Three-dimensional calculations of the flow field around a turbine blade with film cooling injection near the leading edge // Flow, Turbulence and Combustion. 2001. Vol. 66 P. 57−83.

86. Undapalli S., Leylek J. H. Ability of a popular turbulence model to capture curvature effects: a film cooling test case // Proceedings of ASME Turbo Expo 2003. GT-2003−38 638. 13 P.

87. Walters D.K., Leylek J.H. A systematic computational methodology applied to a three-dimensional film cooling flowfield // Journal of Turbomachinery. 1997. V. 119. P. 777−785.

88. Walters, D.K. and Leylek, J.H. Computational study of film-cooling effectiveness on a low-speed airfoil cascade-Part 1: Methodology and validation // Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference. 2002. V. 1. P. 281−288.

89. Waye S. K., Bogard D. G. High resolution film cooling effectiveness comparison of axial and compound angle holes on the suction side of a turbine vane // Proceedings of ASME Turbo Expo 2006 May 8−11, 2006, Barcelona, Spain GT2006−90 225. 9 P.

90. York W.D., Leylek J.H. Three-dimensional conjugate heat transfer simulation of an internally-cooled gas turbine vane // ASME Paper. 2003. GT2003−38 551. 10 P.

91. Zhang L. and Moon H-K. Turbine blade film cooling study the effects of film hole location on the pressure side // Proceedings of ASME Turbo Expo 2007 May 14−17, 2007, Montreal, Canada GT2007−27 546. 10 P.

92. Материалы с сайта http: //fiuent. by. ru Краткое описание моделей турбулентности. 6 С.

Заполнить форму текущей работой