迷宫密封传热特性的数值研究
【作者】
晏鑫
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李军
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丰镇平
【关键词】
迷宫密封
耦合传热
努塞尔数
【摘要】采用包含固体域和流体域的耦合传热数值求解方法,研究了典型燃气轮机用迷宫密封内的传热特性,并与实验值进行了对比。通过计算得到了两种间隙下 13 齿迷宫密封转子面和静子面附近的 Nu 分布,计算值与实验值吻合良好。研究结果表明:在所考核的涡黏湍流模型中,由 k-ω 和 SST 湍流模型计算得到的Nu 值与实验值吻合良好,标准 k-ε 湍流模型和 k-ε RNG 湍流模型计算得到的 Nu 值比实验值高约 70%;对于直通型光滑面迷宫密封,在静子面上,第一齿前区域的 Nu 沿轴向逐渐增大,在其后的区域内 Nu 以某一定值上下波动;在转子面上,腔室区域 Nu 沿轴向逐渐增大,齿尖区域 Nu 有较大突跳。Re 对迷宫密封静子面上平均 Nu 的影响程度大于转子面;随 Re 增大,静子和转子固体域内的温度梯度逐渐增大,但 Nu 分布曲线的形状却基本不变。
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