The invention discloses a spherical convex block of the trailing edge of turbine blade diffuser slot cooling structure, the spherical convex block structure is applied to the slot wall, without increasing the gas film flow under the premise of the turbulent flow structure of the heat exchange coefficient of film and improve the convection heat transfer area, increase strong semi split seam convection film cooling heat transfer intensity, so as to improve the cooling effect of the blade trailing edge. With a spherical surface projection of turbine blade trailing edge spoiler slot cooling structure is in the trailing edge of the blade pressure side cut part of wall retaining rib side separated the trailing edge of the blade suction surface of the wall and spaced to form a plurality of slot structure; which is characterized in that the cooling air flow from the cold flow jetting outlet cover in the slot on the wall surface of the formation of film cooling, simple structure, and effectively reduce the suction side of the highest temperature and average temperature, avoid high temperature turbine blade suction surface ablation; in the slot wall arrangement of spherical projection structure, has good heat transfer characteristics and processing can be implemented.
【技术实现步骤摘要】
一种带有球面凸块的涡轮叶片尾缘扰流半劈缝冷却结构
本专利技术属于燃气轮机涡轮叶片冷却
,具体地说,涉及一种带有球面凸块的涡轮叶片尾缘扰流半劈缝冷却结构。
技术介绍
提高涡轮进口温度是提高燃气轮机推力和效率的有效途径,但涡轮进口温度的提高会使得涡轮叶片承受更大的热负荷,过高的温度和热应力可能导致涡轮叶片无法正常工作。现代燃气轮机设计的进口温度已远远超过了所用材料的耐温极限,因此必须采用复杂的冷却技术来保证涡轮在高温的条件下正常运转。而涡轮叶片的尾缘处往往是高温部位,也最容易受热腐蚀而损坏,主要原因是叶片后部燃气侧流动往往已发展为湍流,使该部位外表面的换热强度较大,同时叶片吸力面的气膜冷却往往在前部,对后部产生的影响已经很小,在叶片内部,冷却气体经途中吸热到达尾部时温度也相对较高,冷却作用也相对较小。因此,设计高效的尾缘气膜冷却结构是保证涡轮叶片稳定工作的重要措施。在AIAAAerospaceSciences国际研讨会上Weaver等人提出“一种叶片尾缘的编织结构”,通过编织结构使得流道增长,增加主流流过冷却结构的时间,传热均匀性及大小,但是其散热性能的增强是以压力损失为代价的。在专利CN203214109U中公开了“一种涡轮叶片尾缘冷却结构”,该结构通过对高温燃气涡轮发动机涡轮叶片尾缘采用双列排气缝冷却结构,在叶片尾缘实现了外表面气膜冷却和内表面强迫对流冷却的复合冷却结构,从而解决叶片尾缘壁面温度偏高的技术问题。虽然该结构采用复合冷却来改善涡轮叶片尾缘冷却问题,但是从涡轮叶片气动性能的角度来看,在强度允许的条件下,叶片尾缘厚度应尽量地薄,以减小涡轮叶片 ...
【技术保护点】
一种带有球面凸块的涡轮叶片尾缘扰流半劈缝冷却结构,包括叶片尾缘吸力面、叶片尾缘压力面、尾缘半劈缝壁面、分隔肋、球面凸块,其特征在于:在叶片尾缘压力面切除部分壁面,保留叶片尾缘吸力面一侧的壁面与间隔的分隔肋形成多个半劈缝结构,半劈缝结构的唇板厚度t与冷气出流缝高度s的比值为0.2~1.5,半劈缝倾斜角度为0~15°,冷却气流从冷流出口中喷射出覆盖在尾缘半劈缝壁面上形成冷却气膜;所述球面凸块均布设置在冷流出口部位的尾缘半劈缝壁面,位于两个分隔肋之间成错排排布或顺排排布;所述球面凸块高度h与冷气出流缝高度s比值为0.1~0.5,球面凸块直径D与高度h的比值为0.5~2,流向间距x与直径D的比值为1.5~5,展向间距y与直径D的比值为1.5~5。
【技术特征摘要】
1.一种带有球面凸块的涡轮叶片尾缘扰流半劈缝冷却结构,包括叶片尾缘吸力面、叶片尾缘压力面、尾缘半劈缝壁面、分隔肋、球面凸块,其特征在于:在叶片尾缘压力面切除部分壁面,保留叶片尾缘吸力面一侧的壁面与间隔的分隔肋形成多个半劈缝结构,半劈缝结构的唇板厚度t与冷气出流缝高度s的比值为0.2~1.5,半劈缝倾斜角度为0~15°,冷却气流从冷流出口中喷射出覆盖在尾缘半劈缝壁面上形成冷却气膜;所述球面凸块均布设置在冷流出...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘存良,叶林,刘海涌,郭奇灵,高超,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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