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超临界二氧化碳涡轮叶栅端壁附面层分层流动现象研究

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【作者】 韩万龙王月明丰镇平李红智姚明宇张一帆

【Author】 HAN Wanlong;WANG Yueming;FENG Zhenping;LI Hongzhi;YAO Mingyu;ZHANG Yifan;Xi’an Thermal Power Research Institute Co., Ltd.;School of Energy and Power Engineering, Xi’an Jiaotong University;

【机构】 西安热工研究院有限公司西安交通大学能源与动力工程学院

【摘要】 为了深刻揭示涡轮叶栅湍流附面层中的黏性底层和对数律层在叶栅内分层流动的特征,本文以超临界二氧化碳涡轮高压静叶栅下端部为研究对象,采用ANSYS CFX软件基于雷诺时均NS方程和sst湍流模型对叶栅流场进行数值模拟,通过采用流谱分析和流向涡量分析方法进一步研究不同轴向和周向截面上的端部附面层流动细节,揭示了黏性底层流体和对数律层流体在叶栅内分层流动的机理。结果显示:超临界二氧化碳静叶栅端壁附近微小区域内不同径向高度回转平面的流谱存在明显差异,该差异表明湍流附面层内的黏性底层、对数律层和主流流体的运动轨迹各不相同,叶栅端壁附面层内存在分层流动现象;黏性底层流体和对数律层流体在通过叶栅流道时获得了相反的流向涡量,这一特征与叶栅内的涡系形成有关。

【基金】 中国博士后科学基金项目(2017M613294XB);国家自然科学基金项目(51406166,51706181);陕西省博士后项目资助(2017BSHQYXMZZ08);中国华能集团有限公司重大专项(HNKJ15-H07);中国电机工程学会青年人才计划(JLB-2016-70)~~
【所属期刊栏目】 热能科学研究 (2019年02期)
  • 【DOI】10.19666/j.rlfd.201811197
  • 【分类号】TK14
  • 【下载频次】27
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