窄矩形通道的影响( )传热和摩擦V - w型肋骨在涡轮叶片的应用程序

文摘

有效的冷却叶片的名义压降是至关重要的燃气轮机的性能增强和热管理。因此,现在的工作的目的是确定增强传热和摩擦对W -和v型肋骨矩形冷却通道内水力直径( )0.048米,长宽比( )1:4。肋骨是固定面临下游与攻角( )45°在对面的墙上。节( )连续两个肋骨之间是这两种情况下的25毫米。连续的V - w型肋骨与高度通道水力直径比( )(0.052和0.0416,距高比 )10和12.5,分别研究了雷诺数( )范围20000 - 80000。传热增强来实现80000年是1.94和1.8倍分别为20000 V - w型肋骨。高空回水区变化在当地努塞尔特数比率最高为v型肋骨,这估计是31%和12%。对w型肋骨,变化分别是17.5%和3.5%。努塞尔特数( )最高沿跨度0.5对v型肋骨由于顶端优势诱导二次流。对w型肋骨,努塞尔特数沿跨度长度几乎相同的观点在二次流均匀性。最大增强( )估计的肋骨的形状是3.920000年。由于肋高度的增加,摩擦损失为v型肋骨高于w型肋骨。最大摩擦损失增加大约85%,v型肋骨为42%,w型肋骨之间20000年和40000年。对于肋骨的形状,肋骨被发现是最大的影响40000年。热工水力性能( )对w型肋骨优于v型肋骨。最好的实现对W -和v型肋骨是3.7和3.420000年。

1。介绍

燃气涡轮引擎推动飞机、轮船和汽车。此外,他们还广泛用于发电。这些引擎的效率和输出依赖于涡轮入口温度(甲)。多增加将导致输出功率增加。当下一代涡轮机已经操作接近熔点,因此,进一步增加乳头只有通过有效的热管理是可能的。内部和外部的冷却叶片表面是由撤回少量的压缩空气。撤军的空气影响产出和效率。因此,各种冷却技术的目的是获得更多的传热与边际压力降低,从而减少了冷却剂消耗。肋骨冷却是在冷却技术用于除热从涡轮叶片的上腹部。多年来,许多研究人员检查产生的热工水力性能由于肋骨在涡轮叶片冷却通道通常是矩形,梯形,广场在横截面。 Studies have established that various geometrical parameters like channel cross section, rib height, coolant angle of attack, pitch between the ribs, rib profile, and number of walls with ribs influence the friction and heat transfer. Results presented by few studies are discussed in succeeding paragraphs.

Goodarzi et al。1]研究了对流换热腔内流和声明,传热的大小很大程度上取决于水动力的影响和热边界层流体和表面。同时,大多数研究表面施加恒定热流条件研究传热现象。Goodarzi et al。2)表示,实验方法相比,计算方法简单,经济,安全的理解传热和流体流动问题。亚伯拉罕和Vedula [3)通过使用收敛通道检查摩擦和传热和45°W - v型肋骨。检查表明,传热系数变化对v型肋骨因为交叉流流动,两根肋骨的形状和性能是最优的不确定性范围内 10。Prashant et al。4)研究了不同肋骨固定在一个方面比1:1冷却通道19500年至69000年,得出的结论是,v型和角度的肋骨在45°冷却剂流提供最大的性能。Ghodake et al。5)评估对应不同的肋骨使用矩形管和证实,破碎的v形和矩形带的肋骨 8.3生成更高的扩增。传热和压力损失特性研究1:1通道堵塞率高的肋骨杨et al。6]。的比例 范围从5到15,从1400年到9000年不等。他们的分析表明,的增加,传热系数和压力损失增加。此外,他们得出的结论是,对称布置肋传热和压力损失高于交错安排肋骨。一两旋转通过方形截面冷却通道交错45°肋骨,摩擦和传热行为被邓提出et al。7]。的从20000年到60000年不等,旋转数字0到1.02不等。结果表明,45°肋骨 比10增强传热15 - 65%为肋壁光滑的墙壁和40 - 80%。在肋通道压降被发现光滑通道的1.5 - -2.1倍。进一步,作者表明,当旋转数超过0.25,由于旋转影响热力性能大大改善。Prashant et al。8,9)相比,由于肋骨对单层壁的影响和两个正方形通道的墙壁。为20000年,V-ribs固定在两堵墙产生更大的增加,和旋转后壁传热条件由于科里奥利效应是最大的。对传热的影响由于45°V-ribs在1:2宽高比渠道范围25000 - 75000显示,流向视图中的传热增加更大的湍流混合、传热和最高的弯曲。拉维et al。10)数值研究了四种不同的肋配置文件放置在一个正方形截面通道在45°方向流动。作者提出,45°v型和角度的肋骨表现出最好的性能20000年到70000年不等。

对不同高宽比和工作条件,45°肋骨对传热和流动的影响研究数值由党委et al。11]。肋通道的纵横比研究1:2、1:1和2:1,分别。根据他们的发现,因为肋骨传热面积增加,因此,增加传热。评估显示,由于肋传热面积增加了30%,传热和整体提高了50%。另外,1:2中的压力损失通道与水力直径一样2:1通道被发现少60%。Prashant et al。12)使用一个1:1通道纵横交错的影响研究模式肋紊流器定位在内联和交错配置。他们得出的结论是,传热增强为内联和交错配置几乎相同;然而,摩擦内联配置低于交错配置。为距离30000年到60000年,传热增强范围从2.7到3.1,和热性能从1.2到1.5不等。塞巴斯蒂安和劳动13)进行了传热分析和湍流v型肋骨 0.0638和横向肋骨 0.0652固定在墙上。根据他们的发现,100000年,上游指出v型肋骨产生最好的热性能和传热增强。肋骨取向对流动的影响和热参数是调查Liou et al。14)在两个通过平行四边形通道。堵塞率是0.1, 是10。为范围5000年到20000年,热力性能45°的角度肋骨被发现是最好的。传热和流体流动由于不同离散肋骨调查王et al。15在旋转矩形通道2:1。堵塞率是0.1, 是10。他们得出的结论是,流向肋间隙的存在改善了传热,用增量的差距增加传热拒绝了。此外,他们建立了由肋间隙的增加降低了压降;然而,传热增加是有限的。希达et al。16)评估了挡板对流动的影响在一个外壳和证实,熵降低了功效,因此,重要的是建立熵为提高机器的效率。此外,作者了,研究人员正致力于实现最优性能的熵最小化。帕蒂尔和交易所17)带来的传热在涡轮叶片上腹部增强修复肋骨在蛇形冷却通道。他们还拿出在他们的评论,狭窄的通道1:4比纵横比低摩擦处罚1:2,1:1和2:1频道。Aboghrara et al。18)重申这一事实可以增强由于对流传热增加接触面积,也通过增加湍流混合通过引入粗糙度元素流路径。Omeroglu [19]评估中的热增强光伏/热收集器通过鳍紊流器。作者建立了,随着雷诺数的增加,传热增加;然而,热性能下降。他们还得出结论,紊流器内封闭空间的安排是一个重要的参数,它定义了传热的增量。紊流器更好的安排,可以生成更高的传热在相对较小的流率。Delbari et al。20.)研究了不同的刀片配置文件和建立的涡轮叶片长宽比是一个重要的运行参数,性能和燃料消耗很大程度上取决于叶片轮廓的几何形状。

Pordanjani et al。21]了许多工程应用程序采用对流内腔的原则。他们还提交了,决心的损失和最小化同样被认为是最重要的工业应用需求高效设备。作者唐et al。22)成立于他们的工作,燃气轮机的压气机叶片的污染是不可避免的,同样有一个负面影响总体性能和安全。由于压缩空气用于冷却涡轮叶片,应谨慎选择肋骨紊流器可以生成高传热较低的压降和最佳的冷却空气消耗量,这样不可避免的降低发动机整体性能可以稍微补偿由于污垢。江et al。23)在他们的研究工作强调的重要性叶片冷却和选择合适的合金,防止蠕变破坏转子叶片。他们了,在航空工业的迅速发展,需要经营燃气轮机在升高的温度下实现更高的推力重量比和性能已成为不可避免的。因此,它是至关重要的防止蠕变破坏叶片通过正确选择材料和冷却方法。Yousefzadeh et al。24]研究了腔内的传热与传热的不同地区。作者得出的结论是,通过增加流体速度、动量损失增加,反过来,压降也会增加,由于增加了与表面碰撞。作者还建立了回流的影响减少通过增加速度和减少速度,边界层厚度增加。邓et al。25]采用90°肋骨检查三个不同的影响 对热工水力性能比率在旋转广场通道。作者确认最优性能 比率为0.1到40000。Krishnaswamy和息汪月26)评价V -和W-ribs通道( )并认为45°V -和W-ribs 0.0729和0.0833的值产生很高的热性能。除此之外,作者还报道,W-ribs传热不均匀性是最大的。王等人。27)数值调查60°倾斜的冷却效果和v型肋骨两个通过通道。他们得出结论说,在旋转的条件下,观察传热增量最大的后壁和弯曲区域由于旋转诱导力。此外,他们建立了传热增强,v型肋骨优于角度的肋骨。

1.1。新奇的事物

由于涡轮叶片的翼型形状,高度差之间的前导和尾随墙壁midchord增加对前缘和减少对后缘。因此,肋冷却通道接近前缘非常狭窄,纵横比为1:6 (26]。从文献调查,建立了涡轮叶片长宽比是最重要的操作参数之一,因此,部署的肋骨紊流器最优几何优化性能是至关重要的。此外,它同样明显的是,叶片冷却进行了大量的研究至今仅限于广场和冷却通道狭窄的肋与纵横比为1:2,因此,需要评估的摩擦和冷却通道传热在狭窄的前缘和纵横比小于1:2。

另一个重要方面是有效地管理前沿附近的热参数采用肋骨能够提供高性能。由于高操作温度,热应力在前沿地区毗邻的非常高,因此,它是至关重要的实现以最小的摩擦损失最大传热和冷却剂消耗。作为冷却剂进一步利用撞击和电影冷却肋通道退出后,任何努力增加传热通过增加或减少肋骨肋高度距只会增加摩擦损失反过来会降低整体的冷却效果。进一步,研究得出的结论是,W - v型肋骨的热工水力性能比其他肋配置文件如正交和角度的肋骨,因为这些产生的二次流的肋骨的优越性。

对上述背景,目前的实验工作进行了一个客观的最大化肋通道内传热,减少压降( )靠近前缘范围20000 - 80000。为了实现目标,上游指向W -和v型肋骨被选中,和关键几何因素如沥青、迎角、肋高度优化。作者的理解和欣赏,几何的肋骨在目前的工作和学习同样强调在桌子上1已经测试了第一次肋冷却通道与长宽比1:4,优化几何参数提供了令人鼓舞的结果。最大和最小的热工水力性能达到3.7和1.720000年和80000年,分别。考虑到热性能优越,可以得出结论,肋骨和几何参数选择是有效的热管理的理想在前缘附近的冷却通道。

2。材料和方法

的设置安装在实验室见图1。大气的空气供应系统的最大容量1500 CFM离心式鼓风机。风机的流量是通过文丘里流量计校准和控制使用球阀。过量空气通过溢流阀释放到大气中。压头的流量是由不同水压力计与文丘里流量计。文丘里流量计出口连接到测试区通过1米管房子两个校准热电偶( - - - - - -类型)来衡量进口空气温度。

三个部分在图表示的示意图2。测试区12毫米厚的亚克力制造也商用品牌树脂玻璃,透明合成树脂、有机玻璃、微晶。在目前情况下,丙烯酸材料是首选的,因为他们可以承受操作温度高达120°C,具有足够的强度和热导率很低。测试区高度是120毫米,宽度是30毫米,长度是1500毫米。测试部分包括三部分即开发、肋、出口部分。发展中部分是12.5长度,确保流开发完全肋部分之前,下游相连接。肋部分也是12.5在两堵墙组成的肋骨。测量压降在肋部分,两端的肋部分提供一个测压孔。差压变送器(DPT)连接到阀门的压力通过使用一个灵活的透明软管用于测量压降。避免改变参数的突然膨胀的空气氛围,退出部分为6.25连接到下游肋部分的结束。速度突然变化会影响肋部分的摩擦和传热行为;因此,出口部分被认为是重要的。出口部分房屋两个校准热电偶( - - - - - -类型)的测量出口空气温度。

两种截然相反的肋壁长度460毫米和40毫米宽在准备使用0.2毫米厚度的不锈钢板。两个铜块的大小 中心组成的黄铜螺栓焊接板的两端。肋钢筋后,有效表面积 。电力供应的不锈钢箔通过铜块。每个箔的抗低至0.0355Ω。箔的厚度是非常少,内外表面之间的温度变化是微不足道,因此,由于横向传导效应还没有被考虑。一个直流源的最大容量1200 W(150和8 V)用于提供所需的电力。

肋骨下横截面研究广场和由2.5毫米和2毫米巴尔杉木,分别。巴尔沙材料选择,因为它具有很低的密度、高强度重量比,并广泛应用于研究相关aero-modeling和内部冷却涡轮叶片使用的肋骨3]。加入的v型肋骨由两臂沿着中心线,和w型肋骨由四个手臂做成两个v字形和沿中心线连接在一起。Anabond硅酮密封剂用于铝箔内表面上的肋骨。随后,肋衬托了丙烯酸表。保护后,高温耐热硅胶带另外用于债券的衬托亚克力。焊接时,由于保健运动,避免表面之间的气隙。马特箔的表面涂上黑漆高发射率。热成像摄像机被用来测量肋壁温度。三维模型的测试区肋形状如图3为了更好的升值。

冷却剂流量调整实现差压头对应雷诺数下考试。稳定后的内流测试部分,电源开启后30分钟;肋壁温度等关键参数,在肋部分压降,进口/出口大部分空气温度,电压降穿过铜块,和冷却速度记录。随后,使用红外摄像机,肋壁捕获图像,然后在本地处理来确定壁温度。摩擦系数和努塞尔特数计算通过使用方程在文学。

的决定用情商。1)称为Krishnaswamy和息汪月26]。

热量是由情商。2)被称为亚伯拉罕和Vedula [3和邓小平et al。25]。

由于辐射和自然对流热损失加起来的总热损失和相同的表达在情商。3),称为Krishnaswamy和息汪月26]。最大热损失已经发现10.5%的电源输入20000年。

方程(4)被称为亚伯拉罕和Vedula [3和邓小平et al。25]给出的净热量输入。

计算后,净热量输入的能量平衡是获得情商。5)使用的亚伯拉罕和Vedula [3和邓小平et al。25]。

进口和出口大部分气温是线性插值确定本地化体积的空气温度。本地化总体温度由方向是假定为常数。方程(6)被邓et al。25)是用来估计当地的传热系数。

表达式使用Omeroglu [19和邓小平et al。25)评估区域平均努塞尔特数所示

方程(8)代表Dittus-Boelter相关的光滑圆管称为邓et al。25]。

努塞尔特数比使用Omeroglu [19和邓小平et al。25)评估增加表示

肋壁摩擦系数是由使用情商。10)被邓et al。25]。

Blasius方程对光滑圆管紊流摩擦系数用情商。11),同样的被称为Omeroglu [19和邓小平et al。25]。

不断的抽运功率、热工水力性能从情商决定。(12Omeroglu(使用的)19和邓小平et al。25]。

2.1。验证

在当前的工作中,在传热和摩擦测量不确定性主要是由于测量的错误注意到冷却剂流量和肋壁的温度。热线风速仪和校准热电偶( - - - - - -类型)被用来验证冷却剂流量和肋壁温度由文丘里流量计测量,热成像相机,分别。的冷却速度估计静态微分穿过 - - - - - -管水压力计与文丘里流量计。冷却剂的速度从而测量证实了速度测量的风速计。的试验范围 ,错误中观察到的冷却速度范围从0.55 m / s, 1.25 m / s。评估墙温度测量误差,校准热电偶固定到不锈钢金属板(0.2毫米,304级)涂有粗面黑漆用于绘画肋壁。之后,通过使用直流电源,不锈钢表充满活力逐渐在步骤80°C。稳态温度然后由热电偶和热相机同时记录。相机与热电偶测量,最大误差在4°C 80°C。热电偶用于测量校准用热水浴。错误被发现在±0.05°C。计量器具使用的准确率和范围这项工作突出显示在表2。利用提出的方法莫法特(28),最大的不确定性估计摩擦和努塞尔特数雷诺数20000 8.5%和11.5%。

3所示。结果与讨论

本研究的目的是评估连续W -和V-ribs热工水力性能。努塞尔特数比率( )对于肋骨的形状已经决定沿跨度长度0.25和0.5 。同时,摩擦系数在肋墙已经决心评价热工水力性能。

3.1。跨度平均传热系数

图4描述变化跨度平均传热系数。改进值随着雷诺数的增加,沿中心线(0.5最高 )对v型肋骨因为主导肋骨生成的流动分离和回贴的性质。对v型肋骨,平均传热系数0.5在80000年发现1.94倍值测量20000年。对w型肋骨,平均传热系数在0.25级注意到是最高的吗20000年和40000年和0.5为60000年和80000年。的价值80000年以1.8倍20000年。连续两个之间比较的增量值表明,增量最高在45%之间20000年和40000年,v型肋骨为50%,w型肋骨。为范围40000 - 80000,增加传热减少的程度,注意到在15 - 18%的范围为v型肋骨和8 - 10% w型肋骨。减少增量之外40000级下降是由于二次流的方向沿着肋武器由于冷却剂流转移。冷却剂转移的主要原因是高速度边界层厚度的减少 。此外,它也在猜测,为选定的堵塞比和音高,肋骨最高流引起的影响40000年。

3.2。高空回水区努塞尔特数比值的变化

的方向流,传热的影响主要是由于流动分离产生的二次流肋。沿着肋武器,对传热的大小取决于计数器旋转漩涡的强度由于冷却液流产生沿手臂。一般来说,二次流的强度主要影响因素如肋骨,侧面,迎角和肋的高度。努塞尔特沿流在回贴最高数字区由于非常低墙温度冷却剂的高速度撞击产生的。在分离区,努塞尔特数字发现相对低于回贴区。这是因为,大小产生的二次流流方向相对高于计数器旋转涡流引起肋骨的胳膊。回贴区后,冷却剂提取热量的能力逐渐降低由于边界层的发展。这种现象反过来导致传热程度下降的方向流。由于以上现象,努塞尔特数的大小之间的连续两个肋骨沿着流以正弦方式各不相同,在回贴区和最小与最大传热的传热分离区。

数据5- - - - - -8显示,流向变化在当地努塞尔特数比沿跨度长度0.25和0.5的肋骨。v型肋骨的变化在31%和26%20000年和80000年,分别。对于w型肋骨,变化在17.5%和7%20000年和80000年,分别。高度的增加v型肋骨影响边界层分离和回贴从而导致大努塞尔特数比值的变化。此外,流向变化较小的发现是最大的对于肋骨的大小差异由于之间的传热观察分离和回贴区。在更高的 ,更强的变化减少了由于影响转移引发的二次流沿跨度冷却剂。努塞尔特数比例缓慢增加流向的方向,因为增加湍流混合。v型肋视图的增加趋势显著增加肋的高度。也突然努塞尔特数比例接近出口的增加肋截面观察是由于湍流产生的冷却剂而离开。

的变化在当地努塞尔特数比例为肋骨的形状也被分析。对实验最大范围内,由v型肋骨变异为12%,和w型肋骨是3.5%。低的变异w型肋骨是因为生成的均匀性的二次流诱导的湍流混合两个弯角。同时,由于额外的肋骨武器的存在,大小反旋转的漩涡所产生的w型肋骨沿肋骨优越相比所产生的漩涡武器v型肋骨。此外,由于短肋的手臂的长度,冷却剂不太温暖,因此,其提取热量的能力更多的w型肋骨。鉴于上述原因,顺翼展方向的变化是w型肋骨最低。

3.3。区域平均归一化努塞尔特数

图9描述了区域平均努塞尔数的变化比率。最大区别W - v型肋骨雷诺数在80000年是3.5%,这是在不确定性范围内。低变化是由于二次流的强度沿流对v型肋骨肋高25%高度高于二次流的大小引起的沿流w型肋骨。高强度的二次流流为v型肋骨补偿强度的增加计数器旋转的漩涡所产生的w型肋骨,进而导致低的变化。 肋骨的概要文件的下降增加了。对v型肋骨,值3.9和2.5对应观察20000年和80000年,分别。在40000年, 被估计为3.3,在吗60000年,值是2.8。对w型肋骨, 值据估计,20000年和80000年是3.9和2.4,分别。为40000年和60000年,各自的值是3.4和2.7。一般来说, 为肋配置文件被观察到高归因于更大强度的二次流产生的肋骨部署在狭窄的冷却通道。同时,提高发动机的功率和性能,高传热和统一的扩增。配置都适合部署在区域暴露在极端温度、w型肋骨优先于v型肋骨的低传热变化的方向流和跨越。

3.4。规范化的摩擦系数

肋冷却通道,摩擦损失的大小主要依赖于肋骨所产生的压降。图10描述了摩擦系数的变化比率。为范围,研究了摩擦系数比v型肋骨范围从1.4到3.3,w型肋骨,它从1.2到3.1不等。摩擦系数比增加而增加 。摩擦系数比率最高为v型肋骨由于height-to-channel水力直径比高25%。最高及最低的摩擦系数之间的差异比相应的肋骨的53%和6.5%40000年和80000年。规范化的摩擦系数对肋骨一直独立检查,和最大增长85%,v型肋骨为42%,w型肋骨之间被观察到20000年和40000年。两根肋骨的形状,增加摩擦系数连续之间的比率除了40000年减少由于冷却剂流量激增对侧墙由于转移,这连续整体压降降低。v型肋骨相比,减少增量是w型肋骨因为发现低转移了冷却剂冷却剂的浓度沿中心线激增由于肋骨武器融合,产生一个合理的压降。尽管有上述现象,整体压降由于v型肋骨继续保持高于w型肋骨由于大肋高度。

3.5。热工水力性能

图11说明了W -热工水力性能的变化和v型肋骨。值w型肋骨高于v型肋骨范围20000 - 60000。的变化是8.8%,16.6%和10.5%20000年、40000年和60000年,分别。可以看到,尽管传热增强低变异(3.5%)估计为肋骨的形状、变化估计40000是最高由于高压降产生的v型肋骨。除了40000年,变化开始减少由于整体压降下降由于冷却剂转移。在80000年,的v型肋骨大于2.5% w型肋骨。

3.6。比较研究

规范化努塞尔特数字肋骨的形状比较研究的结果发表在桌子底下3同样的在图表示12。 值为v型肋骨估计( )在20000年和35000年的60 - 66%高于V-ribs ( )放置在一个融合管研究了亚伯拉罕和Vedula [3]。V-ribs相比,给出的结果( )在一个方面比1:1频道Prashant et al。4), 值v型肋骨有堵塞比0.052高12 - 30%的范围20000年到60000年。相比 拉维值估计等。10]45°的角度肋骨( )在一个通道宽高比1:1、v型肋骨用于这项工作产生更高的提高30 - 73%20000年到60000年不等。增强报道邓小平et al。25正交肋骨)( )比一个方面1:1频道发现增强估计小于30%20000 v型肋骨。类似于v型肋骨, 值w型肋骨也注意到高于在文学。与亚伯拉罕和预测的增强Vedula [3]20000年和35000年W-ribs ( )在通道融合,增强由于w型肋骨( )在当前的工作是发现48 - 60%更高。此外,相比与Prashant等的预测。4为连续W-ribs20000 - 60000, 值的w型肋骨估计这项工作高出30 - 56%。此外,增强由于w型肋骨发现60 - 100%高于预计的Ravi et al。10]连续M-ribs ( )。而增强预测的邓et al。25)为90°的肋骨( )在纵横比1:1通道,增强由于w型肋骨20000年注意到高30%。热工水力性能值v型肋骨和w型肋骨一直与不同的肋配置相比,同样如表所示4和图13。的实验 ,的值V - w型肋骨用于这项工作是大于50%到200%,提出了不同的肋配置如V-ribs W-ribs, M-ribs和角度的肋骨内部冷却通道。此外,V - w型肋骨观察到的价值20000年预计的高出90%20000年邓et al。25)为90°的肋骨在广场通道堵塞率较高。因此,从比较研究,可以得出的结论是,由于W -整体热性能和较低的v型肋骨 比例是优于其他配置由于肋骨低摩擦产生的高传热损失。因此,肋配置建议部署地区毗邻前缘增强传热对摩擦损失没有重大影响。

4所示。结论

目前的实验工作进行了客观最大化肋通道内传热,减少压降( )靠近前缘范围20000 - 80000年使用V - w型肋骨。努塞尔特数比( )和热工水力性能( )值试验发现相当不错的肋配置文件。以下是总结分析的基础上的结果。(1)在雷诺数增加,摩擦系数比率增加,努塞尔特数比例下降(2)在v型肋骨,传热的程度20000年是高出94%再保险80000年。对w型肋骨,增加80%(3)最大的不同面积平均努塞尔特数两肋骨之间的比例是3.5%,这是在不确定性范围之内(4)最大的变动回水区在当地努塞尔特数v型肋骨的比率是31%20000年。w型肋骨,变异是17.5%相同(5)最大顺翼展方向的变化在当地努塞尔特数v型肋骨的比率是12%。对w型肋骨,变异估计是3.5(6)摩擦损失v型肋骨大于w型肋骨调查范围(7)最小和最大区别肋的摩擦系数比形状对应的6.5%和53%80000年和40000年(8)肋骨的形状,肋骨对摩擦和传热的影响发现是最大的40000年(9)最高和最低与V-ribs值达到3.4和1.720000年和80000年。W-ribs,值是3.7和1.65

4.1。建议

在涡轮叶片、大传热系数的变化将导致形成热点和失败的叶片随后由于热应力。此外,增加叶片的重量由于肋骨将降低功率重量比。虽然两肋骨概要文件生成相当不错 和值,基于以上结论,w型肋产生更高 ,降低传热系数变化,25%小高度建议有效的热管理和简易发动机的性能。

命名法

:	攻角、学位(°)
:	肋,毫米
:	肋的高度,毫米
:	水力直径的测试部分,m
:	宽度的测试部分,毫米
:	高度的测试部分,毫米
:	速度的空气,m / s
:	肋墙的宽度,毫米
:	质量流率,公斤/ s
:	局部传热系数,W / m2- k
:	平均传热系数,W / m2- k
:	为肋墙面积平均传热系数,W / m2- k
:	区域平均努塞尔特数
:	努塞尔特数对光滑圆管(Dittus-Boelter相关)
:	普朗特数
:	气流速度回水区,m / s
:	空气密度,公斤/米3
:	动态粘度的空气,N s / m2
:	空气的导热系数,W / m k
:	热输入,W
:	热损失,W
:	净热量输入,W
:	由于自然对流热损失,W
:	由于辐射热量损失,W
:	的有效表面积肋墙,m2
:	长度之间的压力阀门,m
:	大部分空气温度,K
:	大部分空气入口温度,K
:	大部分空气出口温度,K
:	壁温,K
:	空气的比热,J K /公斤
:	目前,安培(A)
:	电压,电压(V)
:	摩擦系数
:	摩擦系数在光滑圆管(Blasius摩擦系数)
:	热工水力性能
:	在肋部分压降,N / m2
:	安培
:	伏特
:	欧姆
:	瓦特
Pa:	帕斯卡。

缩写

CFM:	立方英尺每分钟
DC:	直流电
DPT:	差压变送器。

数据可用性

数据将在请求提供通讯作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

引用

1. m . Goodarzi m . r . Safaei k .然而et al .,“调查nanofluid混合对流的浅腔使用一个两阶段混合模型,”国际热科学杂志》上卷,75年,第220 - 204页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. m . Goodarzi m . r . Safaei a Karimipour et al .,“比较的有限体积和晶格玻尔兹曼方法求解自然对流传热问题内部蛀牙和附件,”抽象和应用分析762184卷,2014篇文章ID, 15页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. 美国亚伯拉罕和r . p . Vedula“传热和压降的测量在一个方形截面通道与V和W肋骨紊流器融合,“科学实验温度和流体卷,70年,第219 - 208页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. p·辛格,b . v .拉维,s . v . Ekkad”实验和数值研究传热由于发展中流动的双行程肋粗糙平方道,“国际期刊的传热传质卷,102年,第1256 - 1245页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. c n g . Ghodake Rao, r . r . Arakerimath”流动和传热分析各种肋骨的强迫对流传热,”新兴技术和创新研究杂志》上,3卷,不。7,42-47,2016页。视图:谷歌学术搜索
6. w·杨,美国雪、y .他和w·李”试验研究高堵塞肋通道的传热特点,“科学实验温度和流体卷,83年,第259 - 248页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. h·邓y, z, g .徐和美国田,“压降和传热性能在一个旋转的双行程通道交错45-deg肋骨,”国际期刊的传热传质卷,108年,第2282 - 2273页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. 美国诉Ekkad p·辛格,w . Li)和j .任”一个新的冷却设计肋粗糙双行程频道有积极的旋转对传热的影响增强压力和燃气轮机叶片吸力面内部的墙壁,“国际期刊的传热传质卷。115年,6 20,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. 美国诉Ekkad p·辛格,w . Li)和j .任“双行程内的传热实验和数值调查肋粗糙管(AR = 1:2)在旋转和静止的情况下,“国际期刊的传热传质卷,113年,第398 - 384页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. b . v .拉维·辛格和美国诉Ekkad“湍流流动和传热的数值研究在双行程肋通道”国际热科学杂志》上卷。112年,31-43,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. s . l . Wang Wang x周,f, z .王,“45°的角度的数值预测肋骨对u型通道传热和流动的影响在多种条件下,“国际期刊的涡轮喷气发动机,37卷,不。1,41-59,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. p·辛格,y霁,s . v . Ekkad”的实验和数值研究热和流体流动在一个方形管由纵横交错的肋骨模式,”应用热工程卷,128年,第425 - 415页,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. 美国普通人和f .劳动”,分离涡模拟湍流流动和传热冷却通道粗糙的各种形状的肋骨有一墙,”国际期刊的传热传质卷,118年,第401 - 388页,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. t . m . Liou s . w . Chang和s p . Chan“肋骨方向对热的影响和流体流动特性的双行程平行四边形与突然的入口通道,”国际期刊的传热传质卷,116年,第165 - 152页,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. l . j . Wang j . Liu, b . Sunden和s . Wang“传热和流体流动的数值研究旋转矩形通道variously-shaped离散的肋骨,“应用热工程卷,129年,第1381 - 1369页,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. 希达,g . a . Sheikhzadeh m . Goodarzi h . Hasani h . Damirchi和m . Afrand”效应的水平和垂直椭圆挡板在圈地的混合对流MWCNTs-water nanofluid及其熵的一代,”欧洲物理杂志》+,卷133,不。11日,第12278条,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. p·s·帕蒂尔,”最近的研究在燃气轮机叶片内部冷却:复习一下,”国际应用工程研究杂志》上,13卷,不。9日,第7141 - 7131页,2018年。视图:谷歌学术搜索
18. a . m . Aboghrara m·a . Alghoul b·t·h·t·Baharudin et al .,“热力性能参数的研究和优化设计元素的太阳能空气加热器提高射流冲击波形吸收板,“国际期刊的Photoenergy卷,2018篇文章ID 1469385, 21页,2018。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. g . Omeroǧlu“CFD分析和电效率改进的混合PV / T板冷却强迫空气循环,”国际期刊的Photoenergy卷,2018篇文章ID 9139683, 11页,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. s . h . Delbari a . Nejat m·h·艾哈迈迪a . Khaleghi和m . Goodarzi”数值模拟不同savonius叶片的空气声学的特性资料,”国际期刊热和流体流动的数值方法,30卷,不。6,3349 - 3369年,2019页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. a . Hajatzadeh Pordanjani, s . Aghakhani a . Karimipour m . Afrand和m . Goodarzi”调查自由对流传热和熵代nanofluid流腔内受到磁场和热辐射的影响,“热分析和量热法杂志》上,卷137,不。3,第7982条,第1019 - 997页,2019年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. d . j . Tang高,l . Wang和j .霍”试验研究压缩机叶片污染的分布趋势,”国际期刊的Photoenergy卷,2020篇文章ID 8885737, 7页,2020。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. x l .姜窦,m .吴”压力对单晶合金的蠕变行为的影响在980°C, IC6SX”国际期刊的Photoenergy卷,2020篇文章ID 8844874, 5页,2020。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. s . Yousefzadeh h . Rajabi n . Ghajari m . m . Sarafraz o·a·阿克巴里和m . Goodarzi”混合对流传热的数值研究行为的nanofluid腔不同传热领域,“热分析和量热法杂志》上,卷140,不。6日,第9018条,第2803 - 2779页,2019年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. z h·邓h . Li道,l .秋和j .朱”堵塞率对传热和压降的影响在高旋转旋转肋通道数字,”热科学杂志》,30卷,不。3,第1275条,第913 - 902页,2021年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. k . Krishnaswamy和美国息汪月”,改善热液压性能通过使用连续V和w型肋紊流器在燃气轮机叶片冷却的应用程序中,“在热能工程案例研究第100857条,卷。24日,2021年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. w·h . x Wang徐,j . Wang歌,和l .王”高压涡轮叶片内部冷却在实际肋粗糙双行程频道”国际期刊的传热传质第121019条,卷。170年,2021年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
28. r·莫法特“描述实验结果的不确定性,”科学实验温度和流体,1卷,不。1,3 - 17,1988页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

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