发动机工况下透平级凹槽叶顶冷却传热性能研究

作者：于金杏; 叶明亮; 晏鑫^*

来源：西安交通大学学报, 2021, 55(07): 106-116.

• 凹槽叶顶
• 传热
• 冷却
• 透平级

采用数值方法研究了发动机工况下透平级凹槽叶顶的冷却传热性能,获得了3种吹风比(M=0.5,1.0,2.0)和2种气膜孔布置(单排叶顶气膜孔、叶顶+压力面侧气膜孔)下凹槽叶顶的传热系数和气膜冷却效率分布。研究表明:凹槽腔室涡、刮削涡和冲击流是影响凹槽叶顶冷却传热性能的主要流场结构。在凹槽腔室涡的作用下,冷却流对凹槽底部前缘及压力侧形成了有效的冷却。在腔室涡与刮削涡的共同作用下,冲击流导致凹槽底部吸力侧形成高传热区。采用单排叶顶气膜孔时,随着吹风比的增大,凹槽叶顶的传热系数减小,气膜冷却效率提高。采用叶顶+压力面侧气膜孔时,与采用单排叶顶气膜孔相比,在吹风比为2.0的条件下,凹槽肩壁的平均传热系数降低了13.89%,平均气膜冷却效率升高了61.45%。

• 单位
  西安交通大学