球形凹坑旋流冷却腔
通过在收敛旋流冷却通道壁面布置球形凹坑，获得比光滑通道高21.16%的壁面平均努塞尔数，同时压力损失低于斜置凹坑方案，适合作为涡轮叶片前缘内部冷却的强化传热结构。
Jiang, Guangwen · 高建民 · 杨文刚 · Wang, Chenjie · Sen, Yang · Qin, Dejin
International Communications in Heat and Mass Transfer 2025
参数信息
- 平均壁面努塞尔数提升
- 21.16 %
- 前表面平均努塞尔数增幅（Re=10,000到100,000）
- 508.29 %
- 前表面平均努塞尔数增幅（Re=10,000到100,000）
- 442.58 %
- 前表面平均努塞尔数增幅（Re=10,000到100,000）
- 478.75 %
- 前表面平均努塞尔数增幅（Re=10,000到100,000）
- 472.48 %
- 前表面平均努塞尔数增幅（Re=10,000到100,000）
- 483.41 %
- 传热效果增强
- 4.22 %
技术优势
传热提升21.16%
球形凹坑在收敛通道中诱导更强的二次流和湍流混合，使平均壁面努塞尔数显著高于无凹坑通道。
压力损失更低
与45°和60°斜置凹坑相比，球形凹坑旋流冷却通道的总压力损失更低，有利于冷却系统整体效率。
应用场景
- 燃气轮机涡轮叶片冷却：用于涡轮叶片前缘内冷通道设计，提高冷却效率。
- 航空发动机热端部件：强化航空发动机热端部件内部传热，降低叶片温度。
- 高温部件热管理：为高温部件提供低阻高效的冷却方案，提升耐温能力。