涡轮叶片不同肋倾角交错肋冷却流动与传热研究

交错肋是航空发动机涡轮叶片的一种高性能内冷结构，为研究涡轮叶片内部交错肋冷却结构的流动和传热特性，针对30?、35?和45?三种肋倾角的交错肋结构进行了雷诺数在17000～70000之间的稳态传热实验和数值模拟研究。数值计算的有效性通过与实验结果进行对比得到充分验证。实验结果显示，在子通道个数和雷诺数均相同的情况下，平均Nu数和摩擦因子均随肋倾角的增大而增加；对比30?倾角的交错肋结构，45?倾角交错肋结构的平均Nu数增加了40.7%，摩擦因子增加了204.9%，综合传热性能提升了13.4%。数值计算结果显示，肋倾角的增大不仅增强了转向区域的冲击作用，而且加强了对侧子通道间的流动掺混，从而达到强化传热的效果。