王瑞琴, 何坤, 晏鑫

(西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院, 710049, 西安)

為了提高透平的熱循環(huán)效率并追求更大功率的輸出,現(xiàn)代燃?xì)馔钙降倪M(jìn)口溫度在逐年提升,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了當(dāng)前葉片材料的熔點(diǎn)。出于氣動(dòng)性能的考慮,燃?xì)馔钙降奈簿壨ǔＴO(shè)計(jì)得很薄。在高熱負(fù)荷、熱應(yīng)力的作用下,尾緣部分容易發(fā)生燒蝕,因此需要有效的冷卻方式對(duì)尾緣進(jìn)行保護(hù)。由于尾緣尺寸的限制,在尾緣處很難布置傳統(tǒng)的氣膜孔冷卻結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)尾緣進(jìn)行冷卻,因此尾緣開(kāi)縫冷卻結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代燃?xì)馔钙街械玫搅藦V泛應(yīng)用。文獻(xiàn) [1]中葉片壓力面靠近尾緣的區(qū)域被去除了部分材料,從而形成槽縫供冷氣從內(nèi)部流出。為了提高槽縫內(nèi)的對(duì)流換熱性能以及尾緣開(kāi)縫區(qū)域的強(qiáng)度,通常還在槽縫內(nèi)布置多排肋柱并在開(kāi)縫區(qū)域布置肋板結(jié)構(gòu)。

國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展了許多關(guān)于透平葉片尾緣開(kāi)縫區(qū)域流動(dòng)和冷卻特性的研究。Talsim等[2]對(duì)尾緣開(kāi)縫結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)和冷氣主流密度比對(duì)尾緣開(kāi)縫區(qū)域冷卻特性的影響開(kāi)展了一系列實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)唇厚對(duì)尾緣開(kāi)縫區(qū)域的冷卻效果影響最為顯著,而冷氣主流密度比對(duì)冷卻效率的影響較小。Martini等[3]用實(shí)驗(yàn)方法研究了不同吹風(fēng)比和肋柱結(jié)構(gòu)下尾緣開(kāi)縫結(jié)構(gòu)的冷卻和傳熱特性。Horbach等[4]用實(shí)驗(yàn)方法研究了唇厚、唇形、肋柱形狀和肋板結(jié)構(gòu)對(duì)尾緣開(kāi)縫區(qū)域冷卻性能的影響,結(jié)果表明,采用肋板結(jié)構(gòu)可以提升開(kāi)縫壁面的冷卻效率,且壁面的冷卻效率隨唇厚的增大而降低。Murata等[5]利用紅外熱成像技術(shù),測(cè)量了有肋板情況下4種不同形狀開(kāi)縫壁面上的氣膜冷卻效率,與配置加強(qiáng)肋的開(kāi)縫壁面相比,有凹坑開(kāi)縫壁面上的冷卻效率更高。Benson等[6-7]使用磁共振成像技術(shù)測(cè)量了開(kāi)縫區(qū)域的流場(chǎng)結(jié)構(gòu),Ling等針對(duì)不同肋板錐角的實(shí)驗(yàn)研究表明,肋板錐角對(duì)尾緣開(kāi)縫壁面附近及肋板頂部的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)均有較大影響,且開(kāi)縫壁面的冷卻效率隨肋板錐角的增加而降低[8]。Wong 等[9-10]對(duì)帶肋板的尾緣開(kāi)縫結(jié)構(gòu)的冷卻特性開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)研究,與直肋板相比,錐形肋板結(jié)構(gòu)的整體冷卻效果更好。魏建生等[11]采用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量了直肋和傾斜角肋結(jié)構(gòu)下開(kāi)縫下游的冷卻效率,相比直肋結(jié)構(gòu),倒斜角肋結(jié)構(gòu)下的氣膜冷卻效率分布更為均勻。黃春光等[12]采用SSTk-ω模型研究了尾緣射流出口處上下唇板構(gòu)型對(duì)流動(dòng)的影響,抬升下部唇板會(huì)增大氣動(dòng)損失。王瑞琴等[13]采用SSTγ-Reθ轉(zhuǎn)捩模型研究了無(wú)肋板和帶肋板尾緣開(kāi)縫葉片的流動(dòng)傳熱性能,肋板結(jié)構(gòu)可有效降低總壓損失;Schneider等[14-15]在文獻(xiàn) [3]的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上用大渦模擬(LES)方法解析了尾緣開(kāi)縫區(qū)域的相干渦結(jié)構(gòu)。Ravelli等[16-17]比較了包括LES、非定常雷諾平均納維-斯托克斯方程(URANS)、尺度自適應(yīng)模擬(SAS)和改進(jìn)延遲分離渦模擬(IDDES)在內(nèi)的各種非定常數(shù)值方法在預(yù)測(cè)葉片尾緣開(kāi)縫區(qū)流動(dòng)方面的求解精度,結(jié)果表明,相比RANS/URANS方法,SAS、LES和IDDES的精度更高。姚世傳等[18]采用SAS方法研究了葉片尾緣劈縫射流尾跡中的相干結(jié)構(gòu),尾緣上、下板的主導(dǎo)脫落渦均為卡門渦。Martini等[19-23]采用分離渦模擬(DES)方法研究了吹風(fēng)比、肋柱結(jié)構(gòu)和唇厚等參數(shù)對(duì)尾緣開(kāi)縫區(qū)域氣膜冷卻性能的影響,DES數(shù)值結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好。王茜等[24]采用延遲分離渦模擬(DDES)方法研究了不同吹風(fēng)比下無(wú)肋板和帶肋板結(jié)構(gòu)尾緣開(kāi)縫區(qū)域的冷卻性能,發(fā)現(xiàn)DDES方法在預(yù)測(cè)尾緣開(kāi)縫流動(dòng)上有很高的精度。Wang等[25]采用DDES方法研究了不同吹風(fēng)比和肋柱結(jié)構(gòu)下帶肋板尾緣開(kāi)縫模型的冷卻性能,與無(wú)肋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比,氣膜在開(kāi)縫壁面上展向覆蓋的均勻性主要與肋柱結(jié)構(gòu)有關(guān),采用肋板結(jié)構(gòu)可有效提升開(kāi)縫壁面的整體冷卻性能。

如上所述,目前針對(duì)帶肋板尾緣開(kāi)縫區(qū)域流動(dòng)與冷卻特性的研究仍然以實(shí)驗(yàn)為主,數(shù)值研究相對(duì)較少,尤其缺乏針對(duì)肋板幾何參數(shù)的相關(guān)數(shù)值研究。為了貼近工程實(shí)際,深入了解肋板幾何參數(shù)對(duì)尾緣開(kāi)縫區(qū)域流動(dòng)與冷卻特性的影響,本文針對(duì)燃?xì)馔钙饺~片帶肋板的尾緣開(kāi)縫模型,采用DDES非定常數(shù)值求解方法,研究了3種肋板傾角和4種肋板形狀條件下帶肋板尾緣開(kāi)縫區(qū)域的流動(dòng)與冷卻性能,獲得了肋板傾角和形狀對(duì)尾緣開(kāi)縫區(qū)域流動(dòng)與冷卻性能的影響規(guī)律。

1 計(jì)算模型和數(shù)值方法

本文所采用的尾緣開(kāi)縫結(jié)構(gòu)基于文獻(xiàn) [3]的實(shí)驗(yàn),不同的是,在開(kāi)縫區(qū)域(x>0)另外布置了肋板結(jié)構(gòu)以研究肋板傾角和形狀對(duì)開(kāi)縫區(qū)域冷卻性能的影響,如圖1所示。圖1中,流向?yàn)閤方向,展向?yàn)閦方向,t為唇厚,θ為肋板傾角。圖2給出了本文所研究的4種肋板形狀,R為肋板前端的半徑,這4種肋板的傾角均為10°。為便于肋板形狀的設(shè)計(jì),與圖1相比,圖2中肋板在開(kāi)縫區(qū)的配置,是在保證槽縫出口面積不變的情況下(肋板前端直徑擴(kuò)大為圖1的兩倍),擴(kuò)大了相鄰肋板間的間距,4種肋板形狀A(yù)為直肋板、 B為直-直型擴(kuò)張肋、C為直-直型收縮肋、D為直-拱型收縮肋,它們的區(qū)別體現(xiàn)在肋板的后半段。本文采用的尾緣開(kāi)縫結(jié)構(gòu)的主要尺寸如表1所示。

表1 尾緣開(kāi)縫結(jié)構(gòu)的主要尺寸

(a)俯視圖

(a)形狀A(yù)

本文的計(jì)算網(wǎng)格和邊界條件設(shè)定如圖3所示。網(wǎng)格由ANSYS ICEM CFD生成,在壁面附近采用O型網(wǎng)格,在肋板附近采用Y型網(wǎng)格。近壁面第一層網(wǎng)格距離為0.001 mm,開(kāi)縫區(qū)域的平均x+≈31、y+≈0.13、平均z+≈31,滿足LES解析的要求。計(jì)算邊界條件與實(shí)驗(yàn)保持一致,工質(zhì)采用理想空氣。主流進(jìn)口總溫為500 K,速度為56 m/s,湍流度為7%,湍流長(zhǎng)度為0.01 m。冷氣進(jìn)口總溫為293 K,速度為6 m/s,湍流度為5%,湍流長(zhǎng)度為0.001 5 m。L2區(qū)域下壁面和L3區(qū)域壁面(開(kāi)縫壁面)設(shè)定為絕熱邊界,其余壁面(包括肋板表面)設(shè)定為等溫邊界,溫度為380 K。計(jì)算域兩側(cè)設(shè)置為周期性邊界,頂部設(shè)為對(duì)稱邊界,出口平均靜壓設(shè)置為105 kPa。

圖3 計(jì)算網(wǎng)格和邊界條件

本文開(kāi)縫壁面的絕熱冷卻效率定義為

ηaw=(Thg-Taw)/(Thg-Tc)

(1)

式中:Thg為主流進(jìn)口總溫;Tc為槽縫出口位置(x/H=0)的冷氣溫度;Taw為絕熱壁面的靜溫。

槽縫的流量系數(shù)定義為

(2)

式中:mc,real為冷氣的實(shí)際質(zhì)量流量;mc,ideal為冷氣的理想質(zhì)量流量;Ptc為冷氣進(jìn)口總壓;Ttc為冷氣進(jìn)口總溫;P3為槽縫出口靜壓;γ為比熱容比;R為氣體常數(shù);Aslot為槽縫出口面積。

本文基于ANSYS CFX 11.0商用軟件,采用DDES非定常計(jì)算方法來(lái)計(jì)算帶肋板尾緣開(kāi)縫區(qū)域的流動(dòng)與冷卻性能,空間與時(shí)間離散均采用二階精度,非定常計(jì)算的初場(chǎng)取自SSTk-ω模型的定常計(jì)算結(jié)果,非定常計(jì)算的物理時(shí)間步設(shè)置為12.5 μs,內(nèi)迭代次數(shù)設(shè)置為15～20步,保證內(nèi)迭代結(jié)束后的均方根殘差低于1×10-6。計(jì)算1 300個(gè)物理時(shí)間步后流動(dòng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),選取之后的500個(gè)時(shí)間步作為一個(gè)時(shí)均周期。

2 計(jì)算結(jié)果分析

2.1 網(wǎng)格密度對(duì)結(jié)果影響的分析

本文采用x、y、z方向上等比例加密和網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)總數(shù)分別為210、420、840萬(wàn)的3種網(wǎng)格,對(duì)無(wú)肋板尾緣開(kāi)縫壁面的冷卻效率ηaw進(jìn)行了計(jì)算,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果[3]進(jìn)行了對(duì)比。圖4、圖5分別給出了網(wǎng)格密度對(duì)定常計(jì)算、非定常計(jì)算下開(kāi)縫壁面展向平均冷卻效率的影響。

圖4 不同網(wǎng)格密度下定常計(jì)算所得壁面展向平均冷卻效率

圖5 不同網(wǎng)格密度下非定常計(jì)算所得壁面展向平均冷卻效率

由圖5可知,420、840萬(wàn)的網(wǎng)格定常計(jì)算所得數(shù)值結(jié)果基本一致,但都與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相差較大,這是因尾緣開(kāi)縫區(qū)域的流動(dòng)具有強(qiáng)烈的非定常效應(yīng),僅靠定常計(jì)算無(wú)法獲得真實(shí)的流動(dòng)特征。由圖6可知,當(dāng)網(wǎng)格數(shù)達(dá)到420萬(wàn)時(shí),非定常計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好,因此本文最終選取了420萬(wàn)的網(wǎng)格。

圖6 非定常時(shí)間步對(duì)開(kāi)縫壁面展向平均冷卻效率的影響

2.2 非定常時(shí)間步敏感性驗(yàn)證

基于選定的計(jì)算網(wǎng)格,本文采用了3個(gè)不同的非定常物理時(shí)間步Δt=62.5,12.5,2.5 μs進(jìn)行了相應(yīng)的非定常計(jì)算。圖6給出了非定常時(shí)間步對(duì)開(kāi)縫壁面展向平均冷卻效率的影響。由圖6可知,非定常時(shí)間步為12.5、2.5 μs時(shí)的數(shù)值結(jié)果基本一致,相比Δt=62.5 μs與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合更好,因此本文最終采用的非定常物理時(shí)間步為12.5 μs。

2.3 數(shù)值方法驗(yàn)證

圖7給出了3種不同的非定常計(jì)算方法(應(yīng)力混合渦模擬(SBES)、DES、DDES)下無(wú)肋板尾緣開(kāi)縫壁面的展向平均冷卻效率分布,圖8給出了對(duì)應(yīng)的開(kāi)縫壁面時(shí)均冷卻效率分布云圖。由圖7可知:DES、DDES方法在預(yù)測(cè)冷卻效率沿流向的分布規(guī)律上要優(yōu)于SBES方法;當(dāng)x/H>8.4時(shí),SBES的數(shù)值結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偏差隨著流向距離的增加逐漸增大,當(dāng)x/H>10.6時(shí),SBES方法明顯過(guò)高預(yù)測(cè)了壁面的冷卻效率。與DES方法相比,DDES方法預(yù)測(cè)的開(kāi)縫壁面冷卻效率與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合更好,尤其是就冷卻效率的展向均勻性而言,DDES預(yù)測(cè)的時(shí)均冷卻效率分布云圖在展向上分布更加均勻,更接近實(shí)驗(yàn)結(jié)果,因此本文最終采用DDES方法進(jìn)行帶肋板尾緣開(kāi)縫結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算。

圖7 不同非定常數(shù)值方法下開(kāi)縫壁面展向平均冷卻效率分布

(a)實(shí)驗(yàn)

2.4 肋板傾角對(duì)開(kāi)縫區(qū)域流動(dòng)和冷卻性能的影響

圖9給出了3種肋板傾角下尾緣開(kāi)縫壁面的展向平均冷卻效率分布,圖10給出了3種肋板傾角下尾緣開(kāi)縫壁面的時(shí)均冷卻效率分布云圖。由圖9可知,在3種肋板傾角條件下,開(kāi)縫壁面的展向平均冷卻效率在肋板末端均出現(xiàn)了突然的下降。這主要是因?yàn)槔錃饬鞒霾劭p后,沿相鄰肋板之間的通道向下游流動(dòng),由于肋板的整流作用,冷氣難以向肋板正后方擴(kuò)散,在肋板正后方的冷氣量較少,肋板末端附近的開(kāi)縫壁面難以被有效冷卻,故壁面展向平均冷卻效率在肋板末端位置出現(xiàn)了突降。由圖10可以看出,肋板正后方壁面的冷卻效率明顯低于肋板間通道下游壁面的冷卻效率。

圖9 肋板傾角對(duì)開(kāi)縫壁面展向平均冷卻效率的影響

(a)θ=10°

由圖9、圖10可以看出,在所研究的肋板傾角10°～15°范圍內(nèi),肋板傾角對(duì)肋板間的開(kāi)縫壁面冷卻效率影響較小,但對(duì)肋板下游的開(kāi)縫壁面冷卻效率影響較大。隨著肋板傾角的增大,肋板下游的開(kāi)縫壁面冷卻效率有一定程度的降低,且展向平均冷卻效率在肋板末端的突降幅度也隨之增大。當(dāng)肋板傾角從10°增大至15°時(shí),開(kāi)縫壁面展向平均冷卻效率的最低值(x/H=12.5)從0.66降至0.6,降低了約9.1%,但此數(shù)值依然高于無(wú)肋板結(jié)構(gòu)時(shí)壁面冷卻效率的最低值0.5。因此,在開(kāi)縫區(qū)域布置肋板結(jié)構(gòu)不僅可以增加該區(qū)域的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,也能夠有效提升開(kāi)縫壁面的整體冷卻性能。

圖11給出了3種肋板傾角下尾緣開(kāi)縫區(qū)域的渦結(jié)構(gòu),圖中采用Q準(zhǔn)則識(shí)別渦結(jié)構(gòu),并采用溫度對(duì)渦結(jié)構(gòu)進(jìn)行著色,給出了開(kāi)縫壁面的溫度瞬態(tài)分布云圖和用灰色面表示的肋板末端位置。由圖11可知,冷氣從槽縫出口流出后,在肋板間的通道內(nèi)與主流進(jìn)行摻混。由于肋板的分隔作用,肋板間區(qū)域內(nèi)的渦尺寸明顯小于肋板下游的渦尺寸。從流向上看,渦尺寸的增大在肋板末端位置附近最為顯著,且隨著肋板傾角的增大,肋板末端位置渦尺寸的增大程度越明顯,這也是圖9、圖10中肋板末端位置開(kāi)縫壁面冷卻效率的突降幅度隨肋板傾角的增大而增大的原因。整體來(lái)看,隨著肋板傾角的增加,肋板下游的渦尺寸增大,冷氣和主流的摻混變得更為劇烈,主流更多地被帶到開(kāi)縫壁面附近,從而降低了開(kāi)縫壁面上的冷卻效率。

(a)θ=10°

圖12給出了θ=10°、θ=15°條件下近肋板截面(z/H=0.5)的溫度瞬態(tài)分布云圖,圖中相鄰時(shí)間的間隔(ti+1-ti)為625 μs。隨著冷氣和主流向下游流動(dòng),二者之間的摻混逐漸增強(qiáng),更多的冷氣被卷吸到主流之中,覆蓋在壁面上的冷氣氣膜逐漸遭到破壞。特別是在肋板末端,由于通流面積的突增,冷氣與主流的摻混不再受限于由肋板分隔出的空間,冷氣氣膜在此處迅速遭到破壞。由圖12可知,肋板間區(qū)域的冷氣氣膜完整性在θ=10°、θ=15°條件下相當(dāng),因此二者在該段區(qū)域的冷卻效率差別很小。

(a)θ=10°

圖13給出了3種肋板傾角下槽縫的流量系數(shù),可知3種肋板傾角條件下流量系數(shù)均約為0.459,流量系數(shù)幾乎不受肋板傾角的影響。這是因?yàn)楫?dāng)冷氣進(jìn)口條件與槽縫出口面積一定時(shí),流量系數(shù)主要取決于槽縫出口的靜壓,即流量系數(shù)主要受冷氣進(jìn)口至槽縫出口這段區(qū)域幾何布置的影響,與開(kāi)縫區(qū)域(x/H>0)的幾何布置無(wú)關(guān)。

圖13 肋板傾角對(duì)流量系數(shù)的影響

2.5 肋板形狀對(duì)開(kāi)縫區(qū)域流動(dòng)和冷卻性能的影響

圖14給出了4種肋板形狀下尾緣開(kāi)縫壁面的展向平均冷卻效率分布。由圖14可知,在肋板形狀A(yù)、B 、C下,開(kāi)縫壁面的展向平均冷卻效率在肋板末端均出現(xiàn)了突然的下降,而形狀 D未觀察到突降現(xiàn)象。這主要是因?yàn)樾螤頓的肋板后半段是由弧線過(guò)渡至尾端,在肋板末端附近不存在通流面積的突然變化,因此形狀 D條件下開(kāi)縫壁面上的冷卻效率沿流向未出現(xiàn)突降。

圖14 肋板形狀對(duì)開(kāi)縫壁面展向平均冷卻效率的影響

圖15給出了4種肋板形狀下尾緣開(kāi)縫壁面的時(shí)均冷卻效率分布云圖,表2給出了4種肋板形狀下開(kāi)縫壁面的面平均冷卻效率分布。在4種肋板形狀條件下,開(kāi)縫壁面前半段的冷卻效率均處于很高的水平(在07之后下降明顯。由圖15、表2可知,肋板間開(kāi)縫壁面上(0

表2 4種肋板形狀下開(kāi)縫壁面的面平均冷卻效率

(a)形狀A(yù)

圖16給出了4種肋板形狀下尾緣開(kāi)縫區(qū)域的渦結(jié)構(gòu),同樣采用溫度對(duì)渦結(jié)構(gòu)進(jìn)行著色。在0

(a)形狀A(yù)

從流動(dòng)的角度看,直線設(shè)計(jì)對(duì)流體的阻力更大,因此形狀C的渦高度要略高于形狀D,這也導(dǎo)致形狀 C在肋板末端的冷卻效率略低于形狀D。

圖17給出了4種肋板形狀下z/H=0截面的時(shí)均溫度分布云圖。冷氣在向下游流動(dòng)時(shí),由于受到高溫主流的侵蝕,覆蓋在開(kāi)縫壁面上的冷氣氣膜厚度逐漸減小,因此開(kāi)縫壁面上的冷卻效率沿流向逐漸下降。圖17中Lc定義為開(kāi)縫壁面中線(z/H=0)上的冷氣氣膜覆蓋距離,形狀 A、B、C、D條件下Lc分別為12.073H、12.178H、9.870H、10.713H。相比形狀 A、 B,形狀C、 D條件下開(kāi)縫壁面中線上的冷氣氣膜覆蓋距離明顯更短,因此形狀C、D在肋板間開(kāi)縫壁面上相對(duì)冷卻效率相對(duì)更低,形狀D 條件下開(kāi)縫壁面中線上的冷氣氣膜覆蓋距離比形狀 B縮短了約12%。

(a)形狀A(yù)

圖18給出了4種肋板形狀下尾緣開(kāi)縫區(qū)域的時(shí)均流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。由圖18可知,當(dāng)0

(a)形狀A(yù)

形狀 A、B、C、D槽縫的流量系數(shù)分別為0.459 7、0.459 7、0.459 8、0.459 7,流量系數(shù)與肋板形狀無(wú)關(guān),是因?yàn)榱髁肯禂?shù)主要受冷氣進(jìn)口至槽縫出口這段區(qū)域幾何布置的影響,與開(kāi)縫區(qū)域幾何無(wú)關(guān)。

3 結(jié) 論

本文采用DDES非定常計(jì)算方法,研究了3種肋板傾角、4種肋板形狀條件下帶肋板尾緣開(kāi)縫區(qū)域的流動(dòng)與冷卻性能,分析了肋板傾角和形狀對(duì)尾緣開(kāi)縫區(qū)域流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和氣膜冷卻特性的影響。得到如下主要結(jié)論。

(1)與SBES方法相比,DES和DDES方法在預(yù)測(cè)尾緣開(kāi)縫區(qū)域的非定常冷卻性能方面具有更高的精度。SBES在x/H>10.6之后明顯過(guò)高預(yù)測(cè)了開(kāi)縫壁面的冷卻效率。與DES方法相比,DDES的數(shù)值結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合更好,更適用于研究尾緣開(kāi)縫區(qū)域的流動(dòng)與冷卻特性。

(2)對(duì)于帶肋板的尾緣開(kāi)縫結(jié)構(gòu),開(kāi)縫壁面的展向平均冷卻效率在肋板末端會(huì)因?yàn)槔錃怆y以向肋板正后方擴(kuò)散而出現(xiàn)突降。隨著肋板傾角的增大,開(kāi)縫區(qū)域的渦尺寸也隨之增大,冷氣和主流的摻混變得更為劇烈,有更多的高溫主流被帶到開(kāi)縫壁面附近,從而降低了開(kāi)縫壁面的整體冷卻性能。當(dāng)肋板傾角θ從10°增大至15°時(shí),開(kāi)縫壁面展向平均冷卻效率的最低值(x/H=12.5)從0.66降至0.6,下降了約9.1%,但此數(shù)值依然高于無(wú)肋板結(jié)構(gòu)時(shí)壁面冷卻效率的最低值0.5。槽縫的流量系數(shù)幾乎不受肋板傾角的影響。

(3)在4種肋板形狀下,開(kāi)縫壁面的冷卻效率在07之后下降明顯?？偟膩?lái)看,在肋板間的開(kāi)縫壁面上(0