燃气轮机透平叶片扇形孔优化与试验验证

作者：张祎; 陈大为; 陈挺; 张也平

来源：热力透平, 2021, 50(03): 205-210.

DOI：10.13707/j.cnki.31-1922/th.2021.03.012

• 孔型优化
• 试验验证
• 气膜冷却效率
• 红外热成像技术

以某型透平静叶扇形孔为原型孔,通过CFD计算对侧向扩张角、前倾角和圆柱段长径比参数组合进行了优化,实现了提高孔下游绝热平均绝热气膜冷却效率(CEF)的优化目标。采用红外热成像技术对优化计算结果进行了试验验证,对比了优化孔和原型孔在吹风比0.5～2.5范围内的气膜CEF的分布。结果表明,优化孔相比原型孔的气膜CEF有明显提升,在吹风比M=2.0工况下,气膜孔孔口下游30 D范围内CEF提高了0.04,相对原型孔增益31.5%。研究也表明,较大的侧向扩张角和较小的前倾角有利于改善扇形孔的冷却性能。研究成果可为更高透平前温燃气轮机新产品开发,以及现有机组性能优化和延寿服务提供参考。