一种用于预旋冷却系统的多排接受孔结构技术方案

本实用新型专利技术提供一种用于预旋冷却系统的多排接受孔结构，包括依次连通的进气腔、预旋喷嘴、转静盘腔、共转腔、供气孔；所述转静盘腔的盖板上开设至少2排接受孔，气流从转静盘腔通过接受孔流入共转腔，每排接受孔沿圆周方向布置于盖板上，同一排接受孔进口的中心点在盖板上的径向位置相同，不同排接受孔进口的中心点在盖板上的径向位置不同。本实用新型专利技术相比于传统的轴向单排直通接受孔，能够增加接受孔的进气面积，使得更多气流能顺畅地从转静盘腔流入转动的接受孔进而输送到共转腔，减小接受孔内部的流动损失，获得较高的接受孔流量系数，并减少功耗，有利于与预旋系统温降性能的提升。

A multi row receiving hole structure for pre cooling system

The utility model provides a multi-row receiving hole structure for a pre-rotating cooling system, which comprises a successively connected air inlet cavity, a pre-rotating nozzle, a rotating stationary disk cavity, a common rotating cavity and a supply hole; the cover plate of the rotating stationary disk cavity is provided with at least two rows of receiving holes, and the air flow from the rotating stationary disk cavity into the common rotating cavity through the receiving hole, and each row of receiving holes is arranged along a circle. The center of the inlet of the same row of receiving holes is located in the same radial position on the cover plate, and the center of the inlet of different rows of receiving holes is located in different radial positions on the cover plate. Compared with the traditional axial single row straight-through receiving hole, the utility model can increase the air inlet area of the receiving hole, make more air flow flow smoothly from the rotating static disc cavity into the rotating receiving hole and then convey to the common rotating cavity, reduce the flow loss in the receiving hole, obtain a higher flow coefficient of the receiving hole, and reduce the power consumption. It is beneficial to improve the temperature drop performance of the pre swirl system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于预旋冷却系统的多排接受孔结构
本技术涉及燃气轮机(含地面燃气轮机和航空发动机)二次空气系统预旋冷却领域，具体涉及一种用于预旋冷却系统的多排接受孔结构。
技术介绍
燃气轮机由于其具有体积小，响应速度快，效率高，功率大等特点，目前被广泛应用于航空航天、船舶、电厂发电及其他各种工业领域。提高燃气轮机涡轮进口温度是提升燃气轮机性能的关键技术之一。日益提高的燃气温度使燃气涡轮动力装置的高温部件的工作环境严重恶化。高效的冷却技术可以延长受热部件的使用寿命、使用更经济的材料以降低成本，还可以有效降低冷却空气量、减小发动机动力损失以提高发动机的热效率和推重比。预旋冷却系统作为燃气轮机空气系统重要组成部分，其功用是将冷气引导成旋转状态输送到高速转动涡轮叶片等高温部件的冷却通道中，达到降低气流相对总温的目的，从而提高冷气品质，增强叶片冷却效果，提高冷却效率，维持燃气轮机的正常稳定工作，进而提高燃气轮机的整体性能。性能优良的预旋系统可使冷气温度降低100K左右，能够极大地增加航空发动机的运行安全性，延长发动机的工作寿命，因而被广泛应用于燃气轮机设计之中。盖板式预旋系统包括进气腔、预旋喷嘴、转-静腔、接受孔、共转腔、供气孔。提高预旋系统性能的途径之一是增大转子部分的压力增量。接受孔是预旋系统中影响转子压增的一个重要元件。接受孔的主要功能是接收来自转-静腔经过预旋的气流并将其输送到高速旋转的共转腔中，传统接受孔多为单排轴向的直通孔。对于传统轴向单排直通接受孔，气流从转-静腔进入共转腔时，存在部分气流直接冲击接受孔壁面，流体被迫转向，出口附近的旋流比也随之降低，因而气流在接受孔内部流动损失较大，流量系数较低，也会导致下游叶片供气孔流量系数的降低，这使得预旋系统温降特性变差，功耗增加，不利于无量纲温降的升高。
技术实现思路
为了避免现有技术存在的不足，克服现有接受孔入口面积的制约，本专利技术提出一种用于预旋冷却系统的多排接受孔结构，该结构主要特性为在预旋系统转静盘腔的盖板上增设多排接受孔。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种用于预旋冷却系统的多排接受孔结构，包括依次连通的进气腔、预旋喷嘴、转静盘腔、共转腔、供气孔；所述转静盘腔的盖板上开设至少2排接受孔，气流从转静盘腔通过接受孔流入共转腔，每排接受孔沿圆周方向布置于盖板上，同一排接受孔气流进口的中心点在盖板上的径向位置相同，不同排接受孔气流进口的中心点在盖板上的径向位置不同。进一步的，所述接受孔为2排，分别为高半径处接受孔及低半径处接受孔。进一步的，所述每排接受孔的个数为24。进一步的，所述每排接受孔排列方式为顺排。进一步的，所述接受孔的中心线与预旋系统轴向平行。进一步的，所述接受孔采用直通圆柱型接受孔。有益效果：本专利技术提出的一种用于预旋冷却系统的多排接受孔结构，相比于传统的轴向单排直通接受孔，能够增加接受孔的进气面积，使得更多气流能顺畅地从转静盘腔流入转动的接受孔进而输送到共转腔，减小接受孔内部的流动损失，获得较高的接受孔流量系数，并减少功耗，有利于与预旋系统温降性能的提升。当接受孔总面积、接受孔角度相同及进口流量相同时，多排接受孔相比于单排喷嘴，预旋系统温降要略高供气孔总流量增大，转盘表面低半径位置的努塞尔数显著增大，温度显著降低。同时多排接受孔结构也可减轻燃气轮机涡轮盘的重量，有利于提高燃气轮机的推重比。附图说明图1是双排接受孔结构模型示意图。图2是预旋系统流路示意图。图3是双排接受孔结构模型俯视图。图4是双排接受孔结构模型剖面图。图中标号：1.进气腔；2.预旋喷嘴；3.转静盘腔；4.高半径处接受孔；5.共转腔；6.供气孔；7.盖板；8.低半径处接受孔。具体实施方式下面结合附图对本技术作更进一步的说明。本实施例在预旋系统转静盘腔3的盖板7上设置2排接受孔，分别为高半径处接受孔4、低半径处接受孔8。如图2所示，进气腔1中的冷却介质经过预旋喷嘴2进入转静盘腔3中，随后通过高半径处接受孔4及低半径处接受孔8被输送到共转腔5中，最后从供气孔6流出预旋系统。如图1、3、4所示，在预旋系统转静盘腔3的盖板7上开设2排接受孔，每排接受孔沿均匀圆周布置于转盘上，气流从转静盘腔3通过2排接受孔流入共转腔5。在所述的2排接受孔结构中，同一排接受孔进口的中心点在盖板7上的径向位置相同，不同排接受孔进口的中心点在盖板7上的径向位置不同。优选的，所述的接受孔排列方式为顺排。优选的，所述的接受孔中心线与预旋系统轴向平行。优选的，每排接受孔的个数为24。优选的，所述的接受孔采用直通圆柱型接受孔。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于预旋冷却系统的多排接受孔结构，其特征在于，包括依次连通的进气腔(1)、预旋喷嘴(2)、转静盘腔(3)、共转腔(5)、供气孔(6)；所述转静盘腔(3)的盖板(7)上开设至少2排接受孔，气流从转静盘腔(3)通过接受孔流入共转腔(5)，每排接受孔沿圆周方向布置于盖板(7)上，同一排接受孔气流进口的中心点在盖板(7)上的径向位置相同，不同排接受孔气流进口的中心点在盖板(7)上的径向位置不同。

【技术特征摘要】
1.一种用于预旋冷却系统的多排接受孔结构，其特征在于，包括依次连通的进气腔(1)、预旋喷嘴(2)、转静盘腔(3)、共转腔(5)、供气孔(6)；所述转静盘腔(3)的盖板(7)上开设至少2排接受孔，气流从转静盘腔(3)通过接受孔流入共转腔(5)，每排接受孔沿圆周方向布置于盖板(7)上，同一排接受孔气流进口的中心点在盖板(7)上的径向位置相同，不同排接受孔气流进口的中心点在盖板(7)上的径向位置不同。2.根据权利要求1所述的一种用于预旋冷却系统的多排接受孔结构，其特征在于，所述接受孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锁芳，毛莎莎，胡伟学，陈帆，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32