Журнал СФУ. Техника и технологии / Интенсификация теплообмена за счет оптимизации геометрических параметров ребер в каналах охлаждения лопаток турбин

Полный текст (.pdf)
Номер
Журнал СФУ. Техника и технологии. 2026 19 (1)
Авторы
Чжэн Гуанхуа; Угланов, Д. А.; Лю Цзюньцзе; Лейковский, И. Ф.; Шиманов, А. А.; Урлапкин, В. В.; Галкина, Н. В.
Контактная информация
Чжэн Гуанхуа: Северо-западный политехнический университет Китайская Народная Республика, Сиань; Угланов, Д. А.: Самарский национальный исследовательский университет Российская Федерация, Самара; Лю Цзюньцзе: Самарский национальный исследовательский университет Российская Федерация, Самара; Лейковский, И. Ф. : Самарский национальный исследовательский университет Российская Федерация, Самара; Шиманов, А. А. : Самарский национальный исследовательский университет Российская Федерация, Самара; Урлапкин, В. В.: Самарский национальный исследовательский университет Российская Федерация, Самара; Галкина, Н. В.: Самарский национальный исследовательский университет Российская Федерация, Самара
Ключевые слова
лопатка турбины; V‑образное ребро; коэффициент теплоотдачи; число Нуссельта; турбулизатор; гидравлическое сопротивление; turbine blade; V‑shaped fin; heat transfer coefficient; Nusselt number; turbulator; hydraulic resistance
Аннотация

Использование рёбер‑турбулизаторов во внутреннем охлаждающем пространстве лопатки турбины позволяет существенно интенсифицировать характеристики теплоотдачи в канале. V‑образные рёбра обладают высокой степенью интенсификации теплообмена, а также обеспечивают минимально возможные потери давления воздушного потока в канале выходной кромки охлаждаемой лопатки турбины с выдувом в заднюю кромку и нижнюю часть. В данной статье с помощью численного моделирования созданы различные расчетные модели, одна из которых включает V‑образные ребра с различной высотой и расстоянием между ними (шагом). Оценено влияние геометрических параметров V‑образных ребер на процесс теплообмена в каналах лопатки турбины, а также с помощью численного моделирования получено наилучшее сочетание геометрических характеристик ребер. Результаты исследования показывают, что увеличение высоты ребер и уменьшение расстояния между ними интенсифицирует процесс теплообмена, но в то же время это приводит к увеличению гидравлического сопротивления. Использование числа Нуссельта в качестве параметра оптимизации при различных геометрических параметрах V‑образного ребра позволяет определить, что коэффициенты теплоотдачи оптимизированной модели значительно повысились, а среднее число Нуссельта в канале увеличилось на 29,54 % по сравнению с исходной моделью

Страницы
25–41
EDN
HQSOOQ
Статья в архиве электронных ресурсов СФУ
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/158137

Лицензия Creative Commons Эта работа лицензируется по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).