Estudio sobre el rendimiento del flujo y la transferencia de calor de un canal rectangular lleno de una matriz de truss en forma de X bajo las condiciones de operación de las palas de turbina de gas
Autores: Xi, Lei; Gao, Jianmin; Xu, Liang; Zhao, Zhen; Yang, Tao; Li, Yunlong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio sobre el rendimiento del flujo y la transferencia de calor de un canal rectangular lleno de una matriz de truss en forma de X bajo las condiciones de operación de las palas de turbina de gas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Transferencia de calor
Capacidades de flujo
Canal de arreglo de truss en forma de X
Número de Reynolds
Intensidad de turbulencia
Flujo de calor en la pared
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
En esta investigación, se estudiaron a fondo las capacidades de transferencia de calor y flujo de un canal de enfriamiento en forma de truss en X bajo diversas condiciones de operación de las palas de turbinas de gas. Se analizaron y resumieron las leyes de influencia del número de Reynolds de entrada, la intensidad de turbulencia de entrada, el flujo de calor en la pared y el medio de enfriamiento (aire, vapor) sobre el rendimiento de transferencia de calor y flujo del canal de truss en X. Se ajustaron las correlaciones empíricas de los coeficientes de fricción y los números de Nusselt promedio con desviaciones máximas inferiores al +/- 14%. Los resultados muestran que el número de Reynolds de entrada tiene el efecto más significativo en el rendimiento de flujo y transferencia de calor del canal de truss en X. Cuando el número de Reynolds de entrada aumenta de 20,000 a 200,000, el número de Nusselt promedio del canal de truss en X aumenta 3.92 veces, el coeficiente de fricción disminuye un 12.88% y el coeficiente térmico integral disminuye un 31.19%. En comparación con la intensidad de turbulencia media de = 5%, el número de Nusselt promedio, el coeficiente de fricción y el coeficiente térmico integral del canal de truss en X a = 20% aumentan un 3.70%, un 2.51% y un 2.79%, respectivamente. Con el aumento del flujo de calor en la pared, el coeficiente de fricción del canal de truss en X muestra aproximadamente una tendencia de primero disminuir y luego aumentar, mientras que el número de Nusselt promedio y el coeficiente térmico integral muestran una tendencia de primero aumentar rápidamente y luego disminuir ligeramente o permanecer sin cambios. En comparación con el enfriamiento por aire, los números de Nusselt promedio del canal de truss en X de enfriamiento por vapor aumentan entre un 6.30% y un 9.54%, y los correspondientes coeficientes de fricción y coeficientes térmicos integrales disminuyen entre un 0.11% y un 0.55% y entre un 2.63% y un 5.59%, respectivamente.
Descripción
En esta investigación, se estudiaron a fondo las capacidades de transferencia de calor y flujo de un canal de enfriamiento en forma de truss en X bajo diversas condiciones de operación de las palas de turbinas de gas. Se analizaron y resumieron las leyes de influencia del número de Reynolds de entrada, la intensidad de turbulencia de entrada, el flujo de calor en la pared y el medio de enfriamiento (aire, vapor) sobre el rendimiento de transferencia de calor y flujo del canal de truss en X. Se ajustaron las correlaciones empíricas de los coeficientes de fricción y los números de Nusselt promedio con desviaciones máximas inferiores al +/- 14%. Los resultados muestran que el número de Reynolds de entrada tiene el efecto más significativo en el rendimiento de flujo y transferencia de calor del canal de truss en X. Cuando el número de Reynolds de entrada aumenta de 20,000 a 200,000, el número de Nusselt promedio del canal de truss en X aumenta 3.92 veces, el coeficiente de fricción disminuye un 12.88% y el coeficiente térmico integral disminuye un 31.19%. En comparación con la intensidad de turbulencia media de = 5%, el número de Nusselt promedio, el coeficiente de fricción y el coeficiente térmico integral del canal de truss en X a = 20% aumentan un 3.70%, un 2.51% y un 2.79%, respectivamente. Con el aumento del flujo de calor en la pared, el coeficiente de fricción del canal de truss en X muestra aproximadamente una tendencia de primero disminuir y luego aumentar, mientras que el número de Nusselt promedio y el coeficiente térmico integral muestran una tendencia de primero aumentar rápidamente y luego disminuir ligeramente o permanecer sin cambios. En comparación con el enfriamiento por aire, los números de Nusselt promedio del canal de truss en X de enfriamiento por vapor aumentan entre un 6.30% y un 9.54%, y los correspondientes coeficientes de fricción y coeficientes térmicos integrales disminuyen entre un 0.11% y un 0.55% y entre un 2.63% y un 5.59%, respectivamente.