高压涡轮冷却叶片叶顶结构气动与传热

WASPCN1971

高压涡轮冷却叶片叶顶结构气动与传热

WASPCN1971

【作者】 虞跨海； 杨茜； 岳珠峰；

【Author】 YU Kua-hai1,YANG Xi2,YUE Zhu-feng3(1.School of Architecture Engineering,Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003,China; 2.Dept.of Materials Science and Engineering,Northwestern Polytechnical University,Xi’an 710072,China; 3.School of Mechanics Engineering and Civil Architecture,Northwestern Polytechnical University,Xi’an 710072,China)

【机构】 河南科技大学规划与建筑工程学院； 西北工业大学材料学院； 西北工业大学力学与土木建筑学院；

【摘要】 开展了叶顶结构及间隙变化对高压涡轮冷却叶片气动与传热性能影响的研究,建立了四种不同叶顶结构的涡轮冷却叶片几何与数值分析模型,进行了高精度流热固耦合分析,得到了不同叶顶结构及间隙对涡轮冷却叶片气动与传热性能影响的数值分析结果。结果表明:不带射流孔叶片随着叶顶间隙的增大,总压损失增加;由于近壁面处存在的涡流,凹槽叶顶结构能够减少叶顶燃气泄漏,阻碍叶顶平面高温燃气的流动与热交换;叶顶射流孔冷却效果明显,能够大幅度降低叶顶平面温度。在相同叶顶间隙下,凹槽射流叶片具有最高的气动性能。

【关键词】 涡轮冷却叶片； 叶顶结构； 凹槽叶顶； 射流冷却； 气动与传热；
【基金】 国家“八六三”计划(2009AA04Z418);国家自然科学基金(51105132);河南省基础与前沿技术研究计划项目(112300410166);河南科技大学博士科研启动基金(09001462)