摘要
颗粒运动轨迹的真实性直接影响到叶片冲蚀研究的准确程度,为了更确切地认识流体湍流、粘性以及气固两相相互作用对颗粒运动的影响,文中特在某燃气透平流道内,采用了粘性湍流场(k-ξ模型)和气—固双向耦合后的颗粒随机轨道、无粘层流且单向耦合的确定轨道两种模型,分别研究了5μm、10μm、20μm、25μm、50μm、150μm颗粒的轨迹,分析表明随机轨道模型能获得符合逻辑、更真实的颗粒运动特性。而后对Gauss分布的5～50μm混合直径煤颗粒群的运动进行了模拟,比较了两种模型时颗粒冲撞叶片的部位、速度、角度等与冲蚀密切参数在叶片上的分布。对照冲蚀后的实物叶片,证实颗粒随机轨道模型得到的参数分布与实际情况更加接近,证实了粘性、湍流扩散和气固两相的相互作用对微粒于叶片流道内的运动有重要的作用。这些结果为研究叶片的冲蚀问题中如何选用模型提供了必要的理论依据。
In a 3-D viscous turbulent flow of a two-stage transonic particle-laden turbine,trajectories of 5μm、10μm、20μm、25μm、50μm、150μm and 5～50μm mixed up coal-dusts were simullated,respectively,based on gas-solid two-way coupling and stochastic model,so as to get further ascertaining the influence of turbulence,viscosity and interaction between gas-solid phases on particle behaviors.Comparing with the actual blades in particle-laden turbines which is exposed to particle impacting,the simulated trajectories in present paper appear to be more realistic than that under assumed condition of laminar,idea gas and gas-solid one-way coupling,especially on pressure surface,root and tip of blades,thus affirming the un-negligible effect of complicated flow-field and turbulence dispersion on particle trajectories,thus blade erosion.The simulation result is significant to the further research of blade erosion problems,which are greatly dependent on the accurate forecast of particle trajectories in blade rows.
出处
《燃气轮机技术》
北大核心
2004年第2期24-29,45,共7页
Gas Turbine Technology
基金
上海市教委科技发展基金资助项目(03FK15)。
关键词
叶轮机械
粘性湍流场
双向耦合
随机轨道模型
Gas turbine
Viscous turbulent flow-field
Two-way coupling
Stochastic model
