朱華，嚴彪，劉雨松，李亮*

濕空氣透平冷卻技術研究

朱華1,2，嚴彪1,2，劉雨松1,2，李亮1,2*

（1．西安交通大學葉輪機械研究所，陜西省 西安市 710049；2．陜西省葉輪機械及動力裝備工程實驗室，陜西省 西安市 710049）

為了研究濕空氣對透平葉片冷卻的影響特性，構建濕空氣透平冷卻性能預測模型，建立了常壓透平葉片冷卻實驗平臺，開展了以濕空氣為冷卻工質的實驗研究。在濕空氣含濕量為15～80g/kg、溫度為200℃的條件下，對葉片前緣沖擊冷卻、肋片擾流U型通道冷卻和葉片尾緣柱肋冷卻進行了實驗研究，探究了不同雷諾數下3種冷卻方式的靶面換熱性能隨含濕量和溫度的變化規(guī)律。研究結果表明：靶面換熱強度隨冷氣含濕量的提高而增強，隨冷氣溫度的提高而減弱，隨冷氣雷諾數的提高而增強。在含濕量約為180g/kg時，相對于干空氣，沖擊冷卻、肋片擾流U型通道冷卻、柱肋冷卻的靶面平均努塞爾數最大分別提高了6.5%、10.0%、9.2%。

燃氣輪機；濕空氣透平；冷卻工質；冷卻性能

0 引言

燃氣輪機是目前效率最高的化石能源大規(guī)模發(fā)電熱功轉換裝置[1-2]。隨著經濟社會的發(fā)展以及燃氣輪機用途的拓展，對燃氣輪機的性能要求越來越高[3]。濕化燃氣輪機循環(huán)就是人們?yōu)榱烁玫剡_到高效、低排放、低成本、高靈活性等目標而提出的一種新型燃機循環(huán)方式。

濕空氣透平冷卻性能預測研究是燃氣輪機濕化性能研究的一個重要環(huán)節(jié)。濕化燃氣輪機燃燒室出口的復合工質燃氣中最高可含有體積分數超40%的水蒸氣[4]。一方面，由于水蒸氣和空氣物性的差異，濕空氣透平葉片表面的熱通量比常規(guī)燃氣輪機透平大20%以上[5]，這對濕空氣透平葉片的冷卻提出了更高的要求。如在日立40MW的AHAT循環(huán)燃氣輪機中，其第1級透平靜葉前緣溫度就提高12K以上[6]。另一方面，濕化燃氣輪機循環(huán)中透平的冷卻介質可以采用濕空氣，其冷卻效果優(yōu)于干空氣。相比于干空氣，濕空氣的比熱容和導熱率大、密度小、黏性系數低，具有更優(yōu)異的氣動和傳熱特性。研究濕空氣透平冷卻性能的變化規(guī)律，對減少冷卻空氣量、提高濕化燃氣輪機的性能具有重要作用。

目前對于濕空氣透平冷卻的研究較少，且主要集中于對濕空氣物性的研究，而對以濕空氣為工質的燃氣輪機冷卻結構的性能研究較少。對于沖擊冷卻的研究，多集中在冷卻結構的幾何特性方面，通過研究噴嘴形狀[7]和布置方式[8-9]、沖擊腔形狀[10-11]等幾何因素，尋找冷卻效果最優(yōu)的沖擊冷卻結構。對于肋片擾流U型通道冷卻的研究，主要集中于肋傾角、肋間距、肋寬高比等幾何參數[12]，以及雷諾數、旋轉數等氣動條件參數[13]的影響方面。對于尾緣柱肋冷卻的研究，主要集中在柱肋幾何結構對冷卻性能的影響等方面，通過改變柱肋的布置[14-17]和形狀等幾何結構因素，提高柱肋對冷氣湍流強度的增強作用，進而提高柱肋冷卻效果。

以上研究中的一些構型能夠有效提高冷卻效果，但存在加工難度大、不易在實際中應用的缺點。采用濕空氣作為冷卻工質，一方面，既可以提高濕空氣透平冷卻的效果，又不需要提高葉片的加工難度；另一方面，上述應用在干空氣冷卻中的構型也可以在濕空氣透平冷卻中加以應用，從而進一步提高冷卻效果。國內外一些學者還提出了換熱強度更高的氣霧兩相混合工質用于濕化透平葉片的冷卻，但氣霧兩相動力學及強化傳熱機理十分復雜，液態(tài)水滴接觸冷卻結構壁面可能引起葉片材料很大的溫度梯度，所產生熱應力有引起葉片失效的風險。

綜上所述，應用純氣態(tài)的濕空氣作為冷卻介質具有水蒸氣消耗量小、冷卻效果好且安全可靠的特點，因而濕空氣冷卻在工程應用上具有良好的前景。目前國內對于濕空氣作為冷卻工質的實驗研究較少，絕大多數研究都是以簡化的葉片內部冷卻結構為基礎，研究濕空氣對濕化透平整體循環(huán)性能的影響，并對循環(huán)參數或抽氣參數等進行優(yōu)化[18]。為此，本文采用實驗測量方法，研究含濕量、溫度和雷諾數對濕化透平中沖擊冷卻、U型通道冷卻和柱肋冷卻的影響，以期為濕化透平冷卻技術的實驗和數值研究提供參考。

1 實驗裝置及測量系統(tǒng)誤差分析

1.1 實驗裝置

1.1.1實驗系統(tǒng)組成

實驗裝置由主加熱系統(tǒng)和輔加熱系統(tǒng)供氣；另外采用了蒸汽發(fā)生器產生水蒸氣，與主流空氣混合，組成實驗所需的濕空氣工質。實驗臺系統(tǒng)結構如圖1所示，由控制臺、主/輔加熱器、蒸汽發(fā)生器組成的加熱供氣系統(tǒng)，蜂窩整流器、減壓閥、控制閥、調節(jié)閥、穩(wěn)壓罐組成的調節(jié)系統(tǒng)，以及流量計、溫度壓力傳感器等組成的數據采集系統(tǒng)等構成。實驗臺實物如圖2所示。本文只使用了其中的主加熱系統(tǒng)和蒸汽發(fā)生系統(tǒng)產生實驗所需的干、濕空氣工質。

圖1 實驗臺系統(tǒng)結構

圖2 實驗臺實物圖

1.1.2 主加熱系統(tǒng)

主加熱系統(tǒng)主要包括主風機、空氣流量計、空氣–蒸汽混合器、主加熱器等。主風機為主加熱系統(tǒng)送風，實驗過程中吹送恒定流量的干空氣。其吹送的風量由空氣流量計測得并可通過控制系統(tǒng)進行調節(jié)。主風機為一臺雙段高壓鼓風機，風機功率為8.5kW，最大風量為1150m3/h，最大風壓為20kPa。主加熱器采用最大加熱功率為50kW的非磁性2080鎳鉻絲/鉬絲為發(fā)熱元件，如圖3所示。主加熱器內包含12個加熱通道，可對水蒸氣和干空氣的混合物進行快速加熱和均勻摻混，產生最高溫度700℃的穩(wěn)定高溫濕空氣，其長期穩(wěn)定運行溫度不低于650℃。

圖3 主加熱器發(fā)熱元件

1.1.3 蒸汽發(fā)生系統(tǒng)

蒸汽發(fā)生系統(tǒng)向主加熱系統(tǒng)提供所需的水蒸氣，其主要包括蒸汽發(fā)生器、減壓閥、穩(wěn)壓罐、控制閥、水蒸氣流量計等。水蒸氣的產生采用LDR0.08-0.7型小型電加熱蒸汽發(fā)生器，其最大加熱功率為54kW，可提供流量為80kg/h、壓力為0.7MPa的飽和水蒸氣。連接減壓閥將蒸汽發(fā)生器出口蒸汽壓力降低到0.2MPa左右，使得水蒸氣進入過熱狀態(tài)，而后進入帶底部電加熱器的穩(wěn)壓罐進行加熱，以防水蒸氣冷凝。穩(wěn)壓罐和主加熱器連接管路由控制閥進行控制，以獲得所需質量流量的水蒸氣進入空氣–蒸汽混合器中，如圖4所示。此外，在蒸汽進入空氣–蒸汽混合器之前還設置有電加熱器，以消除由于散熱而產生的凝結水。其中，干空氣的流量由主風機出口的空氣流量計測量，水蒸氣流量由水蒸氣體積流量計和流量積算儀測量，進而根據相應的溫度、壓力等參數換算得到主加熱器出口濕空氣的含濕量。通過調節(jié)干空氣和水蒸氣的流量之比和流量大小，進而調節(jié)進入實驗段的不同濕空氣的雷諾數和含濕量，獲得不同的實驗工況條件。

圖4 蒸汽系統(tǒng)元件

1.1.4 實驗段

實驗段采用通道截面有效尺寸為45mm×45mm的矩形通道，如圖5所示。在實驗段進出口處均安裝有蜂窩整流器，通過對進出口工質進行整流，以完成對進出口工質壓力和溫度的準確有效測量。蜂窩整流器長度為100mm，芯格尺寸為3.2mm′0.1mm。蜂窩芯格材料為高溫合金GH5188，可保證0.1mm厚度的芯格在600℃以上溫度條件下長期可靠使用，以保證實驗安全性和準確性。實驗段進出口處均安裝有壓力和溫度傳感器。

圖5 實驗段實物圖

1.2 測量系統(tǒng)誤差分析

1.2.1 測量系統(tǒng)

實驗過程中，主要的測量參數包括流量、壓力和溫度，其中流量的測量包括干空氣流量和水蒸氣流量的測量。干空氣流量采用LUGB/E型渦街流量計進行測量，儀表精度為1級，測量誤差小于±1%×量程。飽和水蒸氣流量計系統(tǒng)由LUGB-MIK-DN15渦街流量計、MIK-P400G壓力變送器、MIK-WZP-PT100溫度傳感器和MIK- 7600流量積算儀組成，水蒸氣流量計的儀表精度為1級，測量誤差小于±1%×量程。壓力的測量包括實驗段進出口壓力和水蒸氣壓力的測量，采用3051型羅斯蒙特壓力傳感器進行測量，該型號壓力傳感器的測量誤差小于±0.075%×量程。溫度的測量包括實驗段進出口溫度和傳熱靶面溫度的測量。采用K型鎧裝熱電偶測量實驗段進出口溫度，其測量誤差小于±0.4%×測量值。采用型號為FLIR T650sc的紅外熱像儀測量傳熱靶面溫度，其分辨率為640×480像素，測量溫度范圍為100～650℃，熱靈敏度小于20mK，測量誤差為±1℃或±0.01×測量值，并在測量時用設置在傳熱靶面表面的K型熱電偶進行標定。

1.2.2 實驗參數定義

1）進口雷諾數in。

定義進口雷諾數in為

式中：為濕空氣密度；in為進口處濕空氣的速度；為進氣腔的水力直徑；為濕空氣動力黏度。

2）濕空氣含濕量。

濕空氣含濕量定義為每千克干空氣中所包含的水蒸氣的質量，其表達式為

式中：g為水蒸氣的質量，g；a為干空氣的質量，kg。

3）傳熱靶面努塞爾數。

定義傳熱靶面努塞爾數為

式中：w為壁面熱流密度；w為靶面溫度；in為濕空氣的進口總溫度；為濕空氣的導熱系數。

1.2.3 實驗誤差分析

按照誤差分析理論，當變量為若干個獨立變量,, …的函數時，變量的誤差e可寫為

式中：e、e分別為變量、的測量誤差；?/??/?分別為變量的誤差傳遞系數。

1）進口雷諾數in的測量誤差。

根據實驗段進口雷諾數in的定義式(1)，將其變換為

式中：a為干空氣的流量；g為水蒸氣的流量。

可以看到，實驗段進口雷諾數的測量誤差取決于干空氣和水蒸氣流量的測量誤差。根據誤差分析理論，可得實驗段進口雷諾數的測量誤差為

式中ea和eg分別為干空氣流量計和水蒸氣流量計的測量誤差。

根據1.2.1節(jié)中給出的流量計測量精度，干空氣流量計和水蒸氣流量計的最大測量誤差均小于0.006，即ea=eg<0.006。由此可知，實驗段進口雷諾數的最大測量誤差小于0.60%。

2）濕空氣含濕量的測量誤差。

根據濕空氣含濕量的定義式(2)，可知含濕量的測量誤差取決于干空氣和水蒸氣質量流量的測量誤差。根據誤差分析理論，濕空氣含濕量的測量誤差為

其中ea=ea<0.006，eg=eg<0.006。由此可知，濕空氣含濕量的最大測量誤差小于0.85%。

3）傳熱靶面努塞爾數的測量誤差。

根據傳熱靶面努塞爾數的定義式(3)，可將其進一步表示為

式中：w為固體壁面的導熱系數；為固體壁面的厚度；w,out為靶面固體材料的外側溫度。

可以看到，影響努塞爾數測量精度的因素是w、w,out和in。w、w,out采用紅外熱像儀測量，其測量誤差小于0.01；in采用熱電偶測量，其測量誤差小于0.004。為了方便分析，取各溫度的測量誤差均為0.01。根據誤差分析理論，努塞爾數的測量誤差為

因e<0.01，故努塞爾數的測量誤差小于2%。

2 實驗結果及分析

2.1 相對努塞爾數的定義

實驗時，分別將沖擊冷卻、U型通道冷卻、柱肋冷卻的相應實驗件安裝于圖5中2個蜂窩整流器之間的法蘭處，以完成相應實驗的測量。

根據式(8)，可定義濕空氣冷卻努塞爾數和干空氣冷卻努塞爾數之比為相對努塞爾數，即

式中：下標0代表干空氣條件下的參數；無下標代表濕空氣工質條件下的參數。

根據式(10)可以定量地分析濕空氣作為工質時相對于干空氣的傳熱效果變化。

2.2 濕空氣沖擊冷卻

圖6給出了濕空氣沖擊冷卻的實驗段示意圖。沖擊冷卻實驗在進口溫度為200℃的條件下進行，實驗中射流進口雷諾數分別為7683、15900和22141，在3種射流進口雷諾數條件下，對4種含濕量(18、69、112、155g/kg)的濕空氣進行實驗，共計12個實驗工況，其中，含濕量為18g/kg的工況下，其來流即為實驗時環(huán)境中的空氣。

圖6 沖擊冷卻實驗段示意圖

Fig. 6 Schematic diagram of impingement cooling experiment rig

圖7以射流進口雷諾數為22141時為例，給出了4種不同的濕空氣含濕量條件下沖擊換熱靶面的溫度分布云圖?？梢钥吹剑瑩Q熱靶面的溫度以沖擊滯止點為中心呈輻射狀分布。沖擊射流沖擊至靶面后，在滯止區(qū)附近形成高溫高換熱區(qū)域，在滯止區(qū)外換熱強度逐漸減小，靶面溫度逐漸降低。隨著含濕量的增大，換熱靶面高溫區(qū)域逐漸增大，尤其是滯止區(qū)的換熱強度變化最為明顯。上述傳熱性能變化的原因在于：在相同的射流進口雷諾數條件下，濕空氣具有比干空氣更小的密度和動力黏度，所產生的熱邊界層更薄，因而其換熱性能有所增加。

圖7 沖擊冷卻靶面溫度分布

圖8給出了不同射流進口雷諾數下靶面平均相對努塞爾數/0隨濕空氣含濕量的變化曲線。由于實驗中的“干空氣”實際上還包含大氣中的水蒸氣，并非絕對意義上的干空氣，因此，圖8中干空氣的努塞爾數0由實驗測量值外推得到，后文中也進行了類似的處理。從圖8可以看出，當射流進口雷諾數一定時，/0隨含濕量的增大而增大。在實驗中的溫度和壓力條件下，當從0g/kg增加到155g/kg時，/0增加了約6.5%。這說明當采用濕空氣作為冷卻工質時，可獲得更好的沖擊冷卻效果。

圖8 沖擊冷卻Nu/Nu0隨含濕量d變化曲線

2.3 濕空氣U型通道冷卻

圖9給出了濕空氣U型通道冷卻的實驗段示意圖。U型通道冷卻實驗在進口溫度為200℃的條件下進行，實驗中進口雷諾數分別為15141、30275和43380，在3種不同進口雷諾數條件下，對4種含濕量(17、74、133、167g/kg)的濕空氣進行實驗，共計12個實驗工況，其中，在含濕量為17g/kg的工況下，其來流即為實驗時環(huán)境中的空氣。

圖9 U型通道冷卻實驗段示意圖

圖10為濕空氣進口雷諾數為15141時，不同含濕量的濕空氣流動時U型通道冷卻靶面的溫度分布云圖。從圖10可以看出，2個流道的靶面溫度均隨著含濕量的增加而明顯升高，這表明換熱強度隨著含濕量的增加而明顯增強。第1流道壁面的溫度分布沿流動方向較為均勻，而第2流道壁面的溫度沿流動方向逐漸下降。這表明在第2流道的流體和靶面之間的對流換熱更為劇烈，導致流體沿流動方向的溫降幅度較第1流道更大，從而導致第2流道靶面沿流動方向的溫降更為明顯。

圖10 U型通道冷卻靶面溫度分布

值得注意的是，在相同含濕量下，第2流道壁面的溫度明顯高于第1流道壁面的溫度。第1流道的溫度分布沿寬度方向呈現(xiàn)一定的不均勻性，這可能與來流不均勻有關，而在第2流道中溫度分布沿寬度方向則較為均勻。這是因為當濕空氣從第1流道經過渡段進入第2流道時，流經2個90°角轉折的彎頭產生了大范圍的分離流動，在流動分離區(qū)，流體的機械能被消耗，而湍動能增加，從而增加了流體的摻混作用，使第2流道壁面的換熱強度增強，并且沿流道寬度方向的溫度分布更為均勻。

圖11給出了不同進口雷諾數條件下/0隨含濕量的變化曲線。可以看出，/0隨含濕量的增大而增大，不同進口雷諾數下濕空氣含濕量對換熱效果的影響規(guī)律相似，但換熱增強效果和進口雷諾數的大小之間沒有明顯的關系。在進口雷諾數為15141，濕空氣含濕量從0g/kg增加到167g/kg時，/0增加幅度最大，約為10.0%。

圖11 U型通道冷卻Nu/Nu0隨含濕量d變化曲線

2.4 濕空氣柱肋冷卻

圖12給出了濕空氣柱肋卻的實驗段示意圖。柱肋冷卻實驗在進口溫度為200℃的條件下進行，實驗中進口雷諾數分別為11891、31156、 52105，在3種進口雷諾數條件下，對4種含濕量(17、69、112、175g/kg)的濕空氣進行實驗，共計12個實驗工況，其中，含濕量為17g/kg的工況下，其來流即為實驗時環(huán)境中的空氣。

圖13給出了濕空氣進口雷諾數為31156時，柱肋處靶面溫度分布的局部細節(jié)和圓柱擾流流場的示意圖。從流動特性上看，圓柱擾流是葉片尾緣柱肋冷卻的主要特征。當流體流過圓柱時，由于圓柱的阻礙作用，流體的壓強會在圓柱的前駐點處達到最大值，并且沿著流動方向逐漸降低。在流體流過圓柱面和流動方向的切點后，會產生逆壓梯度，導致流體邊界層急劇增厚并向下游發(fā)展，從而在圓柱下游形成周期性交替脫落的旋渦，即卡門渦街。尾跡區(qū)的流動一般為湍流，存在不規(guī)則的脈動和渦，消耗了部分的流體機械能，從而進一步導致尾跡區(qū)流體湍動能增強，換熱強度增大。另外，脫落的渦存在一定的擾動頻率，會引起柱肋所受壓差阻力的周期性變化，進一步導致柱肋結構在垂直方向和流動方向上的振動。當結構振動頻率和渦的脫落頻率一致時，會發(fā)生共振現(xiàn)象，產生明顯的噪聲，這種現(xiàn)象在本次實驗過程中的某些特定工況下也會發(fā)生。

圖12 柱肋冷卻實驗段示意圖

圖13 柱肋處局部靶面溫度分布及流場示意圖

從傳熱特性上看，圓柱擾流流場對流體和靶面之間的傳熱會產生顯著的影響。圖13中A為前緣滯止點一側的順壓梯度區(qū)域。由于實驗中流場存在一定的不均勻性，該圓柱上游來流不均勻，導致滯止點出現(xiàn)在圓柱的左上側。滯止點附近的順壓梯度區(qū)域流體加速流動，引起A處流體流速升高，換熱強度增強。B、D和E區(qū)域為邊界層脫落而產生的尾跡渦區(qū)域，可以看到，B、D和E區(qū)域的溫度明顯高于尾跡區(qū)兩側C、F處的低溫勢流區(qū)域，這表明尾跡渦的高強度湍流脈動增強了局部換熱。

為了分析含濕量對換熱強度的影響，圖14給出了實驗中濕空氣進口雷諾數為31156，含濕量分別為17、69、112、175g/kg時柱肋處靶面的溫度分布云圖。整體上看，溫度分布主要有2個特點：一是總體的溫度分布較為均勻；二是靶面溫度隨著含濕量的增大而升高。這表明含濕量的增大提高了氣流的對流換熱強度，可以對靶面起到更好的冷卻效果。

圖14 柱肋冷卻局部靶面溫度分布

圖15給出了實驗中相對努塞爾數/0隨含濕量的變化曲線。整體上看，濕空氣柱肋冷卻的換熱強度高于干空氣，換熱強度隨含濕量和雷諾數的增大而增強，/0和成正相關關系。從圖15可以看出，當=175g/kg時，進口雷諾數分別為11891、31156、52105的3種流動工況下，濕空氣柱肋冷卻的換熱強度比干空氣柱肋冷卻的換熱強度分別提高了7.5%、7.8%、9.2%。這表明，在柱肋冷卻中采用濕空氣作為工質時，可以有效地提高換熱強度和冷卻效果，特別是在高雷諾數條件下冷卻效果提高更多。

圖15 柱肋冷卻Nu/Nu0隨含濕量d變化曲線

3 結論

為了研究濕空氣工質與傳統(tǒng)干空氣工質的冷卻效果差異，探索濕空氣對透平葉片內部冷卻效果的影響，建立了常壓透平葉片冷卻實驗平臺，對已被廣泛應用的3種葉片內部冷卻結構，即沖擊冷卻、U型通道冷卻和柱肋冷卻的換熱強度隨濕空氣含濕量的變化情況進行了定量研究。研究結果為濕空氣冷卻的數值預測模型提供了實驗支撐，并為濕空氣冷卻系統(tǒng)設計的應用提供了參考。具體結論如下：

1）對于沖擊冷卻，當射流進口雷諾數為7683～22141時，其靶面換熱強度隨含濕量的提高而顯著增強。當1kg干空氣中含有約155g的水蒸氣時，不同工況的沖擊冷卻靶面平均努塞爾數最大增加了約6.5%。

2）對于U型通道冷卻，當射流進口雷諾數為15141～43380時，其靶面換熱強度隨含濕量的提高而顯著增強。當1kg干空氣中含有約167g的水蒸氣時，不同工況的U型通道冷卻靶面平均努塞爾數最大增加了約10.0%。

3）對于柱肋冷卻，當射流進口雷諾數為11891～52105時，其靶面換熱強度隨含濕量的提高而顯著增強。當1kg干空氣中含有約175g的水蒸氣時，不同工況的柱肋冷卻靶面平均努塞爾數最大增加了約9.2%。

總體上看，相對于干空氣，濕空氣作為冷卻工質可以顯著提高冷卻效果。由于不同冷氣進口雷諾數下，濕空氣作為工質時，不同冷卻結構的換熱強度提高程度不同，在實際應用中應當統(tǒng)籌不同冷卻結構之間的濕空氣工質分配關系和含濕量差異，以獲得冷卻性能最佳的透平葉片濕空氣冷卻系統(tǒng)。

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Study on Humid Air Turbine Cooling Technique

ZHU Hua1,2, YAN Biao1,2, LIU Yusong1,2, LI Liang1,2*

(1. Institute of Turbomachinery, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, Shaanxi Province, China;2. Shaanxi Engineering Laboratory of Turbomachinery and Power Equipment, Xi’an 710049, Shaanxi Province, China)

In order to study the influence of humid air on the cooling performance of turbine blade and build the cooling performance prediction model of humid air turbine, the experimental platform of normal pressure turbine blade cooling was established, and the experimental study of humid air as coolant medium was carried out. Under the condition of humid air moisture content of 15-80g/kg and temperature of 200℃, the impingement cooling of blade leading edge, the U-channel cooling of fin disturbing flow and the pin-fin cooling of blade trailing edge were experimentally studied. The variation of heat transfer performance of the target wall with moisture content and temperature under different Reynolds numbers was explored.The results indicate that the heat transfer intensity of the target wall increases with the increasing coolant humid ratio, the decreasing coolant temperature and the increasing coolant Reynolds number. When using the humid air with moisture content of 180g/kg, the area-averaged Nussult number of target wall for impingement cooling, U-channel cooling and pin-fin cooling increases by 6.5%, 10.0% and 9.2% respectively, compared with the case using dry air.

gas turbine; humid air turbine; coolant medium; cooling performance

2021-04-29。

10.12096/j.2096-4528.pgt.21050

TK 14

國家科技重大專項(2017-I-0009-0010)。

Project Supported by National Science and Technology Major Project (2017-I-0009-0010).

(責任編輯 尚彩娟)