冷气喷注对导叶端壁冷却特性影响

作     者：董奇 邱长波 余强 曹俊 张志国 杨卫华 DONG Qi;QIU Changbo;YU Qiang;CAO Jun;ZHANG Zhiguo;YANG Weihua

作者机构：中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 中国国际工程咨询有限公司北京100048 南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2023年第38卷第8期

页      面：1946-1955页

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主　　题：涡轮叶片 端壁 气膜冷却 绝热壁温 绝热冷却效率 

摘      要：为了研究涡轮导叶端壁前缘冷气射流结构对端壁气膜冷却特性的影响规律,设计了4种射流结构形式,采用试验和数值仿真相结合的方法研究了冷气射流几何参数和气动参数对导叶端壁绝热壁温的影响,得到以下结论:端壁低温区域呈现出“曲边三角形特征,沿着叶栅通道中气流的流动方向,低温区急剧减小,且向着叶片吸力面剧烈偏转,最终在叶片吸力面尾缘处消失;端壁前缘冷气射流存在最佳结构,即当冷气出流面积比为0.072,射流孔面积比为2.0时,端壁绝热冷却效率达到最大值0.325;射流比对端壁绝热冷却效率有较大的影响,随着射流比的增大,绝热冷却效率逐渐增大,同时端壁最大绝热冷却效率出现的位置向着压力面发生偏移;在靠近端壁前缘区域内,温比对绝热冷却效率的影响甚微,变化幅度小于0.01,但在远离前缘的端壁区域内,绝热冷却效率随着温比增加而增大,最大增幅约为0.03。