Intensification of Heat Transfer by Optimizing the Geometric Parameters of the Fins in the Cooling Channels of the Turbine Blades

Использование рёбер‑турбулизаторов во внутреннем охлаждающем пространстве лопатки турбины позволяет существенно интенсифицировать характеристики теплоотдачи в канале. V‑образные рёбра обладают высокой степенью интенсификации теплообмена, а также обеспечивают минимально возможные потери давления воздушного потока в канале выходной кромки охлаждаемой лопатки турбины с выдувом в заднюю кромку и нижнюю часть. В данной статье с помощью численного моделирования созданы различные расчетные модели, одна из которых включает V‑образные ребра с различной высотой и расстоянием между ними (шагом). Оценено влияние геометрических параметров V‑образных ребер на процесс теплообмена в каналах лопатки турбины, а также с помощью численного моделирования получено наилучшее сочетание геометрических характеристик ребер. Результаты исследования показывают, что увеличение высоты ребер и уменьшение расстояния между ними интенсифицирует процесс теплообмена, но в то же время это приводит к увеличению гидравлического сопротивления. Использование числа Нуссельта в качестве параметра оптимизации при различных геометрических параметрах V‑образного ребра позволяет определить, что коэффициенты теплоотдачи оптимизированной модели значительно повысились, а среднее число Нуссельта в канале увеличилось на 29,54 % по сравнению с исходной моделью