涡轮叶片中弦区用高堵塞比肋片层板冷却结构及冷却方法技术

本发明专利技术一种涡轮叶片中弦区用高堵塞比肋片层板冷却结构，包括位于叶片中弦的叶片双层壁，所述的叶片双层壁是由气膜孔板和冲击孔板，以及气膜孔板与冲击孔板之间的冲击气流冷却通道构成，在所述冲击气流冷却通道内的气膜孔板上，沿所述涡轮叶片的叶高方向延伸设有高堵塞比肋片，沿冷却气流方向的高堵塞比肋片上，开设有用于扰动并减小冷却气体流动阻力的平行狭缝，本发明专利技术肋片中间的平行缝隙减小了结构的流动阻力，降低压力损失，以期在增强换热效果的同时不增加引气量，同时，由于肋片加强了冷却气流的扰动，强化了双层壁内流体与固体的对流换热，并且在布置肋片后，总传热量相应增加。增加。增加。

【技术实现步骤摘要】
涡轮叶片中弦区用高堵塞比肋片层板冷却结构及冷却方法


[0001]本专利技术涉及叶片冷却结构，尤其涉及涡轮叶片中弦区域的内部冷却结构。

技术介绍

[0002]航空发动机/燃气轮机的功率和效率随着涡轮进口燃气温度的升高而增大。目前服役的燃气涡轮发动机的涡轮进口温度已经超过了1850K，远远超过了叶片高温合金材料的耐热极限(1150K)，且先进燃气涡轮发动机的涡轮进口温度呈现出不断提高的趋势，因此，为了保障涡轮叶片在高热负荷条件下安全可靠的工作，必须采取高效的冷却措施。
[0003]冲击—气膜双层壁冷却技术由于其充分结合了内部冲击冷却和外部气膜冷却的优势，受到许多研究人员的关注。在冲击/气膜双层壁气膜冷却结构中，冷气从冲击板上的冲击孔流出后与气膜板内壁面发生冲击换热，使得驻点附近区域的换热效果显著提高。随后壁射流从气膜板上的气膜孔流出与主流高温燃气发生相互作用，形成气膜冷却，避免高温燃气与壁面直接接触，起到降低叶片外表面的温度的作用。与其他单一的传统的内部对流冷却、冲击冷却以及气膜冷却等方法相比，冲击
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气膜复合冷却技术可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮叶片中弦区用高堵塞比肋片层板冷却结构，其特征在于，包括位于叶片中弦的叶片双层壁，所述的叶片双层壁是由气膜孔板(6)、冲击孔板(2)和冲击气流冷却通道(3)构成，冲击气流冷却通道(3)设置在气膜孔板(6)与冲击孔板(2)之间，所述的气膜孔板(6)上均匀等距设有气膜孔(5)，所述的冲击孔板(2)上均匀等距的设有冲击孔(1)，所述的气膜孔(5)与冲击孔(1)交错排列布置；在所述冲击气流冷却通道(3)内的气膜孔板(6)上，沿所述涡轮叶片的叶高方向延伸设有高堵塞比肋片(4)，所述高堵塞比肋片(4)的两端连接在所述冲击气流冷却通道(3)的通道侧壁(31)上；沿冷却气流方向的高堵塞比肋片(4)上，开设有用于扰动并减小冷却气体流动阻力的平行狭缝(41)，所述的冷却气流由平行狭缝入口(42)流入由平行狭缝出口(43)流出，平行狭缝(41)连续或间隔的延伸设置在所述高堵塞比肋片(4)的延展方向上；所述的平行狭缝(41)的上、下平行狭缝表面平行设置，且所述的平行狭缝入口(42)高度与平行狭缝出口(43)高度相同；所述的冲击孔(1)和气膜孔(5)的孔径均为孔径d，沿所述冷却气流方向上，所述高堵塞比肋片(4)位于气膜孔(5)之后，高堵塞比肋片(4)与气膜孔(5)之间的距离为1～5d。2.如权利要求1所述的涡轮叶片中弦区用高堵塞比肋片层板冷却结构，其特征在于，所述冲击孔板(2)为进气板，设置在涡轮叶片的冷气侧；气膜孔板(6)为出气板，气膜孔板(6)设置在涡轮叶片的燃气侧；所述冲击孔板(2)与气膜孔板(6)的厚度均为0.5～3d，展向宽度均为4～8d。3.如权利要求1所述的涡轮叶片中弦区用高堵塞比肋片层板冷却结构，其特征在于，所述冲击气流冷却通道(3)的高度H与所述孔径d的比值为0.5～3。4.如权利要求1所述的涡轮叶片中弦区用高堵塞比肋片层板冷却结构，其特征在于，所述的冲击孔(1)和气膜孔(5)分别以垂直于主流气流的方向设置在冲击孔板(2)和气膜孔板(6)上，所述的孔径d为2～10mm，且相邻冲击孔(1)和气膜孔(5)之间沿气流流向与展向的相对距离均...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德海，马振源，李维，李洋，刘存良，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：