燃气轮机涡轮动叶冷却结构设计及数值模拟研究的任务书.docx

燃气轮机涡轮动叶冷却结构设计及数值模拟研究的任务书
一、选题背景及研究意义
燃气轮机作为一种高效、高功率的动力系统，在工业生产和交通运输领域得到了广泛应用。其中涡轮动叶是燃气轮机的一个重要组成部分，对提高燃气轮机的效率和性能具有重要作用。然而，涡轮动叶在工作过程中会受到高温高压气流的冲击，导致其表面易受热损伤和剥落。因此，设计一种有效的涡轮动叶冷却结构对于提高燃气轮机的可靠性和寿命具有重要意义。
现有的燃气轮机涡轮动叶冷却结构大多采用径向孔冷却、冷气流旋转膜冷却等方式，但这些方案存在一定的缺陷和不足，如涡流损失大、冷却效果不佳等。因此，如何设计一种具有优异性能的涡轮动叶冷却结构，成为当前燃气轮机领域亟待解决的问题。
因此，本课题旨在研究燃气轮机涡轮动叶冷却结构的设计原理与数值模拟方法，为提高燃气轮机的性能和寿命提供技术支撑。
二、研究内容及方法
1.燃气轮机涡轮动叶的热力学分析：通过分析涡轮动叶受热、冷却以及传热的过程，建立涡轮动叶的热力学模型，探究其温度分布、热应力等重要参数对动叶性能影响的规律。
2.涡轮动叶冷却结构设计：在分析并评价现有冷却结构的基础上，设计一种新型的冷却结构方案，使其具有高效、简便、可靠和成本低等优点。
3.数值模拟：基于CFD技术，对设计方案进行数值模拟，研究其内部气流的分布和流动特性，冷却效果的优化等，并与现有方案进行对比验证。
4.实验研究：基于设计方案进行实验研究，对其冷却效果进行测试和评估，并对其可靠性、耐久性等进行探究。
三、预期成果
1.燃气轮机涡轮动叶冷却结构设计及优化方案一套。
2.冷却结构的数值模拟和实验测试报告一份。
3.发表相关学术论文1-2篇。
4.提出一种有效的燃气轮机涡轮动叶冷却结构设计原则，为今后燃气轮机涡轮动叶的冷却研究提供参考。