排尘孔涡轮冷却叶片叶顶流动与传热研究

WASPCN1971

排尘孔涡轮冷却叶片叶顶流动与传热研究

WASPCN1971

【作者】 虞跨海； 杨茜； 岳珠峰；

【Author】 YU Kuahai1 YANG Xi1,2 YUE Zhufeng3(1.School of Architecture and Civil Engineering, Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003; 2.School of Materials,Northwestern Polytechnical University,Xi’an 710072; 3.School of Mechanics,Civil Engineering and Architecture, Northwestern Polytechnical University,Xi’an 710072)

【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】 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。

【关键词】 排尘孔； 冷却叶片； 流热耦合； 叶顶泄漏； 叶顶冷却；