排尘孔涡轮冷却叶片叶顶流动与传热研究

作     者：虞跨海 杨茜 岳珠峰 YU Kuahai;YANG Xi;YUE Zhufeng

作者机构：河南科技大学规划与建筑工程学院洛阳471003 西北工业大学材料学院西安710072 西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2012年第48卷第8期

页      面：122-127页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51105132) 河南省基础与前沿技术研究计划(112300410166) 河南省教育厅自然科学基金(2011B590001) 河南科技大学博士科研启动基金(09001462)资助项目 

主　　题：排尘孔 冷却叶片 流热耦合 叶顶泄漏 叶顶冷却 

摘      要：涡轮叶片叶顶排尘孔用于清除冷气中掺杂的尘粒,以保证气膜孔和冲击孔的可靠工作,但排尘孔射流引起叶顶流动和传热问题。采用参数化方法建立有、无排尘孔涡轮冷却叶片几何模型,基于包含叶片主体、主燃气通道和三腔回流式内冷却通道的全局模型,采用流热耦合数值分析,开展排尘孔对涡轮冷却叶片叶顶流动与传热问题的初步研究。研究结果表明,对比有、无排尘孔叶片,排尘孔射流可降低叶顶平均温度约25 K;冷却通道对流换热作用和叶顶排尘孔射流可使叶顶平面降温400～600 K,冷却效果与冷却通道冷气流量和尘孔结构在叶顶位置相关;排尘孔叶顶射流对叶顶间隙高温燃气泄漏具有阻碍作用,可以提高叶片总压恢复系数约0.5%～1.5%,随着冷气流量的增大,这种作用增强;尘孔结构设计应兼顾射流对叶顶流动与传热的共同影响。