Исследование методов интенсификации конвективного теплообмена в лопатках газовых турбин

Объект исследования - система охлаждения лопаток высокотемпературных газовых турбин. Цель исследования - разработка новых методов интенсификации теплообмена в системах охлаждения газовых турбин, основанных на результатах изучения процессов теплопередачи, выполненного с применением численного и физического эксперимента; разработка новых корреляционных зависимостей определения числа Нуссельта для созданных систем интенсификации теплообмена. На первом этапе работы выполнено исследование существующих методов интенсификации конвективного теплообмена в радиальных каналах и каналах выходной кромки лопаток газовых турбин; получены сведения о тепловых и гидравлических параметрах рассматриваемых систем; определены направления совершенствования конвективных систем охлаждения в радиальных каналах и в области выходной кромки пера лопатки газовой турбины. Выполнены численное исследование вариантов организации системы интенсификаторов теплообмена в области выходной кромки; численное исследование методов интенсификации теплообмена в радиальных каналах системы охлаждения пера лопатки. Основной метод исследования – трехмерное численное моделирование с использованием программного комплекса ANSYS CFX. Численный подход строится на применении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса (RANS). Реализация настоящего проекта позволит расширить поле научно-технической деятельности отечественной науки в области разработок и совершенствования систем охлаждения деталей горячей части газотурбинных двигателей как наземного, так и авиационного применения.