一种具有收缩型端壁气膜孔冷却结构的涡轮转子叶片制造技术

一种具有收缩型端壁气膜孔冷却结构的涡轮转子叶片，属于燃气涡轮发动机技术领域，涡轮转子叶片包括叶身、端壁、中间叶根、榫头、供气通道和多个第一气膜孔；叶身设置为流线型，包括前缘、尾缘、吸力面、压力面、尾缘劈缝和蜿蜒通道；蜿蜒通道设置在叶身内部引导冷气沿不同的方向流动，叶身与端壁连接，第一气膜孔设置在端壁、前缘和压力面上；供气通道设置在榫头和中间叶根的内部，供气通道与蜿蜒通道相通；第二气膜孔设置在端壁上，端壁气膜孔与供气通道相通，第二气膜孔的入口面积大于出口面积，呈逐渐收缩状。第二气膜孔布置在端壁上，既保证了叶片原来的结构强度，又能对叶片尾缘进行冷却。行冷却。行冷却。

【技术实现步骤摘要】
一种具有收缩型端壁气膜孔冷却结构的涡轮转子叶片


[0001]本专利技术涉及燃气涡轮发动机
，特别涉及一种具有收缩型端壁气膜孔冷却结构的涡轮转子叶片。

技术介绍

[0002]燃气涡轮发动机通过涡轮转子叶片的转动将热能转化为机械能，涡轮转子叶片在高温、高压、高转速的环境中工作，这对其结构强度和冷却性能提出了非常高的要求。涡轮转子叶片通常采用内部蜿蜒通道冷却和外部气膜冷却相结合的冷却方式。然而，从前缘区喷射的气膜流向尾缘区时，在叶栅通道涡作用下漂移向叶顶，导致尾缘吸力面叶根区的冷却效果非常差，在燃气涡轮发动机运行过程中会逐渐出现裂纹，进而逐渐降低尾缘吸力面叶根区结构强度，缩短涡轮转子叶片使用寿命。由于涡轮转子叶片尾缘薄，很难在叶身区布置气膜孔进行冷却，即使能够布置气膜孔，叶片尾缘的强度会明显降低。在现有技术中，如专利号CN201210578874.6公开的一种涡轮气冷叶片、专利号CN202010611065.5公开的一种端壁气膜孔布置结构、专利号CN202011513089.3公开的一种带有异形微群气膜冷却孔的涡轮叶片结构及制备方法和燃气轮机、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有收缩型端壁气膜孔冷却结构的涡轮转子叶片，其特征在于，所述涡轮转子叶片包括叶身、端壁、中间叶根、榫头、供气通道和多个第一气膜孔；叶身设置为流线型，包括前缘、尾缘、吸力面、压力面、尾缘劈缝和蜿蜒通道；吸力面和压力面从前缘延伸到尾缘，吸力面为外凸型，压力面为内凹型；蜿蜒通道设置在叶身内部引导冷气沿不同的方向流动；叶身与端壁连接，供气通道设置在榫头和中间叶根的内部，供气通道与蜿蜒通道相通，端壁上设置有第二气膜孔，第二气膜孔与供气通道相通，第二气膜孔的入口面积大于出口面积，呈逐渐收缩状，用于冷却涡轮转子叶片的叶身；第一气膜孔设置在前缘、压力面和端壁上，设置在叶身前缘和压力面上的第一气膜孔与蜿蜒通道相通，用于冷却叶身；设置在端壁上的第一气膜孔与供气通道相通，用于冷却端壁。2.根据权利要求1所述的一种具有收缩型端壁气膜孔冷却结构的涡轮转子叶片，其特征在于，所述第二气膜孔设置在所述吸力面一侧靠近尾缘段的端壁上，并最少设置一排。3.根据权利要求1所述的一种具有收缩型端壁气膜孔冷却结构的涡轮转子叶片，其特征在于，所述第二气膜孔为锥形收缩或者圆变缝收缩。4.根据权利要求3所述的一种具有收缩型端壁气膜孔冷却结构的涡轮转子叶片，其特征在于，所述第二气膜孔的入口面积与出口面积的收缩比值为第二气膜孔的收缩比，从前缘到尾缘逐渐减小；第二气膜孔和端壁的夹角从前缘到尾缘逐渐增加。5.根据权利要求4所述的一种具有收缩型端壁气膜孔冷却结构的涡轮转子叶片，其特征在于，所述第二气膜孔的参数，首先通过牛顿第二定律f2＝m2a2＝ρ2V2a2ꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，f2为第二气膜孔出口冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张魏，张鹏，刘松，王鹏飞，郭文，李广超，查海勇，赵长宇，何洪斌，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：