短小针肋-凹槽/凹陷复合强化传热结构中流动和传热机理的研究

本项目以燃气轮机涡轮叶片内部高效冷却为应用背景，开展短小针肋－凹槽/凹陷复合强化传热结构中流动和传热机理的研究。凹槽/凹陷结构与针肋阵列相结合，能够进一步增强流动中涡的发生和发展，增强针肋尾流区的流动混合和紊流强度，从而显著强化对流传热，同时又不明显增加复合冷却通道内的流动阻力。本项目拟采用液晶热像测温方法进行传热测量，以获得高分辨率的壁面温度分布图，获得局部和平均壁面传热系数，揭示短小针肋－凹槽/凹陷复合冷却通道的传热特征，获得流动、热力和几何等参数对流体在该复合冷却通道内流动传热特性的影响规律；同时应用粒子图像速度仪（PIV）对复合冷却通道内流动进行流场测量，以获得速度、湍流度和流场结构，揭示复合冷却通道内流体与针肋、凹槽/凹陷和根壁相互作用下涡的发生、发展及其结构，探求短小针肋－凹槽/凹陷复合结构强化对流传热的机理。