重型燃气轮机透平叶片表面粗糙度对换热的影响

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51 μm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17 K,极大地影响了叶片的寿命。