| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-38页 |
| 1.1 研究目的和意义 | 第14-15页 |
| 1.2 燃气轮机透平叶片冷却技术的概述 | 第15-21页 |
| 1.2.1 透平叶片冷却技术的发展历程 | 第15-17页 |
| 1.2.2 透平叶片冷却技术的典型结构 | 第17-21页 |
| 1.3 透平叶片冷却工质的发展 | 第21-31页 |
| 1.3.1 空气作为冷却工质 | 第22页 |
| 1.3.2 水作为冷却工质 | 第22-23页 |
| 1.3.3 水蒸汽作为冷却工质 | 第23页 |
| 1.3.4 水雾/水蒸汽作为冷却工质 | 第23-24页 |
| 1.3.5 水雾/空气作为冷却工质 | 第24-31页 |
| 1.4 重型燃气轮机透平叶片冷却技术的发展 | 第31-36页 |
| 1.4.1 GE公司重型燃气轮机透平冷却技术发展 | 第32-33页 |
| 1.4.2 MHI公司重型燃气轮机透平冷却技术发展 | 第33-35页 |
| 1.4.3 Siemens公司重型燃气轮机透平冷却技术发展 | 第35-36页 |
| 1.5 水雾/空气相变冷却透平叶片数值研究面临的问题 | 第36-37页 |
| 1.6 本文的主要研究内容 | 第37-38页 |
| 第2章 水雾/空气相变冷却的数值计算方法与模型 | 第38-52页 |
| 2.1 引言 | 第38页 |
| 2.2 相变冷却透平叶片数值仿真的物理数学模型分析 | 第38-39页 |
| 2.3 连续相控制方程 | 第39-40页 |
| 2.3.1 质量守恒方程 | 第39-40页 |
| 2.3.2 动量守恒方程 | 第40页 |
| 2.3.3 能量守恒方程 | 第40页 |
| 2.4 湍流模型 | 第40-42页 |
| 2.4.1 标准格式的k-ε模型 | 第40页 |
| 2.4.2 RNG格式的k-ε模型 | 第40-41页 |
| 2.4.3 标准格式的k-ω模型 | 第41页 |
| 2.4.4 BSL格式的k-ω模型 | 第41页 |
| 2.4.5 SST格式的k-ω模型 | 第41-42页 |
| 2.5 转捩模型 | 第42页 |
| 2.6 离散相控制方程 | 第42-43页 |
| 2.6.1 雾滴颗粒的运动方程 | 第42页 |
| 2.6.2 雾滴颗粒的热量传递方程 | 第42-43页 |
| 2.6.3 雾滴颗粒的质量传递方程 | 第43页 |
| 2.7 雾滴的气动力二次破碎模型 | 第43-45页 |
| 2.8 雾滴间碰撞模型 | 第45-46页 |
| 2.9 雾滴与壁面相互作用模型 | 第46-48页 |
| 2.10 修正模型与商用软件的嵌套及数值计算方法 | 第48-49页 |
| 2.11 相变冷却数值计算方法与模型的校核 | 第49-51页 |
| 2.12 本章小结 | 第51-52页 |
| 第3章 水雾/空气相变冷却传热传质的理论分析 | 第52-68页 |
| 3.1 引言 | 第52页 |
| 3.2 透平相变冷却系统水雾的输运途径 | 第52-53页 |
| 3.3 相变冷却过程中的热质传递理论 | 第53-64页 |
| 3.3.1 平衡状态下的雾滴热质传递理论 | 第53-56页 |
| 3.3.2 非平衡状态下的雾滴热质传递理论 | 第56-60页 |
| 3.3.3 雾滴寿命及轨迹的理论计算模型 | 第60-64页 |
| 3.4 添加水雾的相变冷却引起干空气预冷效果的机理分析 | 第64-67页 |
| 3.4.1 雾滴在空气中汽化时的能量变化 | 第65-66页 |
| 3.4.2 水雾/空气相变冷却过程的能量守恒分析 | 第66-67页 |
| 3.5 本章小结 | 第67-68页 |
| 第4章 叶片前缘冲击及旋流相变冷却换热机理研究 | 第68-120页 |
| 4.1 引言 | 第68页 |
| 4.2 叶片前缘阵列射流冲击相变冷却的气热耦合数值研究 | 第68-89页 |
| 4.2.1 物理模型和计算网格 | 第68-69页 |
| 4.2.2 边界条件 | 第69-70页 |
| 4.2.3 叶片前缘冲击冷却流场结构及传热特性 | 第70-73页 |
| 4.2.4 水雾加湿量对换热效果的影响 | 第73-77页 |
| 4.2.5 雾滴直径对换热效果的影响 | 第77-82页 |
| 4.2.6 射流雷诺数对换热效果的影响 | 第82-86页 |
| 4.2.7 主流温度对换热效果的影响 | 第86-89页 |
| 4.3 叶片前缘内部旋流相变冷却的气热耦合数值研究 | 第89-110页 |
| 4.3.1 旋流冷却数值求解方法的实验验证 | 第89-91页 |
| 4.3.2 叶片前缘旋流冷却物理模型和计算网格 | 第91-92页 |
| 4.3.3 叶片前缘旋流冷却的边界条件 | 第92-93页 |
| 4.3.4 叶片前缘旋流冷却的流场和换热特征 | 第93-96页 |
| 4.3.5 切向进气孔结构参数对旋流冷却的流场和换热特征影响 | 第96-102页 |
| 4.3.6 水雾加湿量对旋流冷却换热特征的影响 | 第102-106页 |
| 4.3.7 雾滴直径分布对旋流冷却换热特征的影响 | 第106-110页 |
| 4.4 叶片前缘内部冲击及旋流相变冷却的对比研究 | 第110-119页 |
| 4.4.1 物理模型和计算网格 | 第110-111页 |
| 4.4.2 参数定义 | 第111-112页 |
| 4.4.3 边界条件 | 第112页 |
| 4.4.4 旋流及冲击冷却的流场和换热特征 | 第112-114页 |
| 4.4.5 水雾加湿量对旋流及冲击冷却换热特征的影响 | 第114-117页 |
| 4.4.6 雷诺数对旋流及冲击冷却换热特征的影响 | 第117-119页 |
| 4.5 本章小结 | 第119-120页 |
| 第5章 水雾/空气相变气膜冷却换热机理研究 | 第120-164页 |
| 5.1 引言 | 第120页 |
| 5.2 气膜冷却的基本原理 | 第120-121页 |
| 5.3 前缘水雾/空气相变气膜冷却透平叶片的数值模拟 | 第121-147页 |
| 5.3.1 计算模型网格和边界条件 | 第121-122页 |
| 5.3.2 大范围变化水雾加湿量对前缘气膜冷却特征的影响 | 第122-136页 |
| 5.3.3 雾滴直径对前缘气膜冷却特征的影响 | 第136-145页 |
| 5.3.4 雾滴受力及壁面边界条件对前缘气膜冷却特征的影响 | 第145-147页 |
| 5.4 多排气膜孔水雾/空气相变冷却透平叶片的数值模拟 | 第147-162页 |
| 5.4.1 计算模型网格和边界条件 | 第147-149页 |
| 5.4.2 水雾加湿量对多排气膜冷却特征的影响 | 第149-156页 |
| 5.4.3 雾滴直径对多排气膜冷却特征的影响 | 第156-160页 |
| 5.4.4 雾滴喷射位置对多排气膜冷却特征的影响 | 第160-162页 |
| 5.5 水雾/空气相变气膜冷却机理分析 | 第162-163页 |
| 5.6 本章小结 | 第163-164页 |
| 第6章 某重型燃机透平导叶相变冷却性能研究 | 第164-206页 |
| 6.1 引言 | 第164页 |
| 6.2 气膜-强化肋-尾缘劈缝复合结构相变冷却性能研究 | 第164-179页 |
| 6.2.1 物理模型及计算网格 | 第164-166页 |
| 6.2.2 边界条件 | 第166页 |
| 6.2.3 水雾加湿量对相变冷却性能的影响 | 第166-173页 |
| 6.2.4 雾滴直径对相变冷却性能的影响 | 第173-179页 |
| 6.3 冲击-气膜-强化肋-尾缘劈缝复合结构相变冷却性能研究 | 第179-188页 |
| 6.3.1 物理模型计算网格及边界条件 | 第179-180页 |
| 6.3.2 水雾加湿量对相变冷却性能的影响 | 第180-184页 |
| 6.3.3 雾滴直径对相变冷却性能的影响 | 第184-188页 |
| 6.4 旋流-冲击-气膜-强化肋-尾缘劈缝复合结构相变冷却性能研究 | 第188-198页 |
| 6.4.1 物理模型计算网格及边界条件 | 第188-189页 |
| 6.4.2 水雾加湿量对相变冷却性能的影响 | 第189-194页 |
| 6.4.3 雾滴直径对相变冷却性能的影响 | 第194-198页 |
| 6.5 不同复合结构相变冷却总体冷却性能对比 | 第198-204页 |
| 6.6 本章小结 | 第204-206页 |
| 结论 | 第206-210页 |
| 参考文献 | 第210-226页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及取得的科研成果 | 第226-228页 |
| 致谢 | 第228-230页 |
| 个人简历 | 第230页 |
