重型燃气轮机透平叶片表面粗糙度对换热的影响

重型燃气轮机透平叶片表面粗糙度对换热的影响何磊1,2，黄启鹤1赵连会1，竺晓程2，杜朝辉21.上海电气燃气轮机有限公司燃气轮机研究所，上海200240；2.上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240摘要：以某重型燃气轮机透平第一级静叶的叶型为研究对象，采用商业软件CFX的等效砂粒粗糙度模型研究了表面粗糙度对叶片表面换热的影响。结果表明：表面粗糙度对叶片表面附近的时均流场影响不大；但在叶片典型表面粗糙度下，压力面和吸力面的换热水平分别比光滑表面时高36.6％和33.4％，换热发生恶化；较小的表面粗糙度对叶片前缘换热基本没有影响，但当等效砂粒粗糙度增大到51μm时，无量纲线平均传热系数反而比光滑表面时减小了15％；根据叶片一维传热过程模型，在换热增强30％时，叶片金属表面平均温度上升17K，极大地影响了叶片的寿命。关键词：燃气轮机；强化换热；表面粗糙度；光滑；传热模型EffectofSurfaceRoughnessonHeatTransferCharacteristicsofHeavyDutyGasTurbineAirfoilsHELeiHUANGQiheZHAOLianhuiZHUXiaochengDUChaohui中图分类号：TK172文献标志码：A文章编号：1674-7607(2019)09-0711-06:2018-11-13:2018-12-03作者简介：何磊(1981-)，男，江西余江人，高级工程师，硕士研究生，主要从事重型燃气轮机传热及总体热力方面的研究。电话(Tel.):021-23517308;E-mail:helei@shanghai-electric.com。