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研讨地点高压涡轮叶片端区新型高效组合气膜冷却研讨方面获得停顿
发稿时候:2022-08-03         作者:肖向涛 徐庆宗 王沛 杜强          来历:轻型能源尝试室     【字号:

  跟着航空发念头热效力和推许比不时进步,涡轮前温度也随之进步,且温度散布加倍均匀,这使得高压涡轮端区遭到的热负荷大大降低,同时端区存在着庞杂的二次流涡系布局,增添端区气膜冷却安排的庞杂性。 

  为进一步进步端区气膜冷却有用性,研讨职员在中断缝与通俗气膜孔组合布局的研讨根本上,提出接纳中断缝与槽孔的新型组合端区气膜冷却布局。接纳数值摹拟的方式,研讨了槽孔射流的活动掺混机制和受端区横向压力梯度和中断缝寒气射流的影响机理,阐发了槽孔寒气吹风比和流向地位对端区气膜冷却特征的影响,并对端区均匀有用性停止了量化阐发、对照,加深对端区在庞杂二次流下的气膜冷却特征的熟悉。 

  1显现通俗气膜孔与槽孔的端区气膜冷却有用性散布云图,相较于通俗气膜孔,槽孔寒气起首打击槽壁再出流,进而寒气能够或许贴附壁面,显现二维缝的气膜冷却特征,且跟着吹风比的加强,有用性散布均匀、晋升明显。如图所示,槽孔寒气受横向压力梯度影响方向叶片吸力面一侧,跟着吹风比的增大,寒气射流的动量增大,横向压力梯度影响减弱。中断缝能有用减弱前缘马蹄涡,台阶涡卷吸槽孔寒气,槽孔下游和吸力面毗连处有用笼盖了寒气,进步气膜冷却的均匀性。 

  23给出差别吹风比和流量地位的面积均匀有用性量化值,相较于通俗气膜孔,在大吹风比下,槽孔能有用改良气膜冷却有用性,并且跟着吹风比的增大,有用机能够或许延续优化,能够用来设想进步端区气膜冷却结果。当槽孔安排的阔别台阶地位即接近叶栅通道时,槽孔寒气射流阔别台阶涡影响,有用性进步了30%,申明当槽孔地位安排公道时,气膜冷却有用机能进一步获得晋升。 

    以上研讨获得两机严重专项根本研讨(2017-II-0010-0027)和国度天然迷信基金重点名目(51776200)撑持。研讨功效在Journal of Thermal ScienceInternational Journal of Heat and Mass Transfer等身手域期刊上颁发。

图1 通俗气膜孔与槽孔气膜冷却有用性散布

图2 通俗气膜孔与槽孔的在差别吹风比下有用性量化值

图3 槽孔在差别流向地位下有用性量化值

 
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