涡轮动叶表面换热特性的试验研究

作者：宣文韬; 钟博; 魏景涛; 顾豪; 郭昊雁; 杨卫华^*

来源：推进技术, 2022, 43(07): 258-265.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.200843

• 航空发动机
• 气膜冷却
• 涡轮
• 叶片
• 冷却效率
• 对流换热

航空发动机性能的提高对涡轮叶片耐热极限提出了更高的要求，为了更准确地分析涡轮叶片的传热特性，选取某型气冷涡轮动叶10%,50%和90%叶高的特征型面采用低导热光敏树脂材料经过3D打印而成，通过叶片表面粘贴厚度为0.02mm康铜加热膜接通恒定电流加热，使用红外热像系统精确测量叶片壁面温度，在平面叶栅中研究了吹风比M和雷诺数Re对气膜绝热冷却效率和努塞尔数Nu的影响（试验中基于弦长的进口雷诺数Re为8.0×104～16.7×104，吹风比M为1～3。试验结果表明：M=1时气膜能够较好附着在叶片表面，叶片表面得到较好冷却；随着主流雷诺数的增加，绝热壁面温度逐渐升高，绝热效率逐渐降低；吹风比对涡轮叶片的传热特性的影响与气膜孔出流角度有关，随着吹风比的增大，压力面绝热冷却效率逐渐增大，由于吸力面的气膜孔出流角较大，吹风比增大使得吸力面的绝热冷却效率逐渐减小；随着吹风比的增加，对流换热系数增大。

• 单位
  北京动力机械研究所; 南京航空航天大学