槽缝射流和泄漏间隙对轴对称涡轮端壁换热特性的影响

作者：张杰; 刘存良^*; 张丽; 朱惠人; 姚春意; 杨寓全

来源：推进技术, 2022, 43(04): 200-208.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.200496

• 涡轮
• 换热特性
• 射流
• 雷诺数
• 泄漏
• 间隙

为了研究槽缝射流和泄漏间隙对一级涡轮导叶轴对称端壁换热特性的影响，利用R35C15W型宽带液晶和稳态测温技术在高速叶栅风洞试验台进行了端壁换热特性的实验研究。在无槽缝射流时，研究了叶栅进口雷诺数(Re=2.2×105,2.8×105和3.4×105)对端壁换热特性的影响；在有槽缝射流条件下研究了射流质量流量比(0.6%,0.85%和1.07%)和泄漏间隙宽度(3.93和7.86mm)对端壁换热特性的影响。实验结果表明，受到泄漏涡的影响，吸力面附近端壁区域的换热系数明显高于靠近压力面的端壁区域，并且随雷诺数的增大，压力面和吸力面附近区域的换热增幅分别为18%和15%。槽缝射流削弱了马蹄涡和泄漏涡强度的同时，增强了端壁附近流场的扰动，从而提高了端壁表面的换热系数。相比于无冷气射流，随着射流质量流量比的增大，前缘上游区域的换热增幅为12%,34%和40%，压力面附近区域的换热增幅为15%,33%和42%，吸力面附近区域的换热增幅为11%,24%和31%。此外，降低泄漏间隙宽度使叶片前缘上游区域的换热系数降低了17%。

• 单位
  西北工业大学