一种提高涡轮叶片端壁气膜冷却的空气幕冷却结构制造技术

本发明专利技术公开了一种提高涡轮叶片端壁气膜冷却的空气幕冷却结构，包括涡轮叶片、叶片端壁、端壁上游盘腔泄漏流槽缝、端壁叶栅通道压力面侧气膜孔、端壁叶栅通道吸力面侧气膜孔以及通道进口空气幕冷却结构；空气幕冷却结构由多排气膜孔组成，位于通道进口靠近叶片压力面侧，高动量的冷气射流从空气幕冷却结构的射出后可以克服叶栅通道中二次流的不利影响，覆盖端壁通道的压力面侧及角区。本发明专利技术解决了叶栅通道中气膜孔的冷气射流和上游盘腔泄漏流无法冷却端壁通道压力面角区的技术难点，实验结果表明，与无空气幕冷却结构的端壁相比，本发明专利技术在相同冷气量下，可以有效冷却端壁压力面及角区，为端壁提供全气膜覆盖，从而将端壁气膜冷却有效度总体上提高26.6％。冷却有效度总体上提高26.6％。冷却有效度总体上提高26.6％。

【技术实现步骤摘要】
一种提高涡轮叶片端壁气膜冷却的空气幕冷却结构


[0001]本专利技术涉及一种提高涡轮叶片端壁气膜冷却的空气幕冷却结构，目的是为涡轮叶片端壁提供全气膜覆盖，属于航空发动机和燃气轮机叶片冷却


技术介绍

[0002]为了削弱高温燃气传向涡轮叶片端壁的传热强度，叶片端壁外部一般采用气膜冷却形成冷却气膜覆盖在端壁外表面。端壁气膜冷却通常包括端壁上游的盘腔泄漏流和通道中离散气膜孔形成的气膜冷却。然而，高温燃气在叶栅通道靠近端壁的区域由于“端壁”效应会形成复杂的涡系结构，再加上由压力面指向吸力面的横向压力梯度的不利影响，端壁上游盘腔泄漏流和通道中气膜孔的冷气射流均易被扫略至端壁通道的吸力面侧，从而难以覆盖端壁通道的压力面侧，造成该区域成为工程应用中易被高温烧蚀的部位。
[0003]目前在端壁的冷却工程设计中，为了对端壁通道压力面侧形成有效的热防护，通常只能在端壁压力面侧的内部布置冲击孔形成冲击冷却来提高端壁的综合冷却有效度，但是冲击孔的流动损失大，采用冲击冷却会消耗更多的压气机功率，降低航空发动机和燃气轮机的性能。/>
技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高涡轮叶片端壁气膜冷却的空气幕冷却结构，其特征在于，包括涡轮叶片(1)和带端壁气膜冷却结构的叶片端壁(2)；所述的端壁气膜冷却结构由端壁上游盘腔泄漏流槽缝(4)、端壁叶栅通道吸力面侧气膜孔(3)、端壁叶栅通道压力面侧气膜孔(9)以及空气幕冷却结构(6)组成；所述的空气幕冷却结构(6)包括多排气膜孔，多排气膜孔位于叶栅通道进口，并靠近叶片压力面侧。2.根据权利要求1所述的一种提高涡轮叶片端壁气膜冷却的空气幕冷却结构，其特征在于，所述的空气幕冷却结构(6)包括两排气膜孔，两排气膜孔为叉排布置或顺排布置，两排气膜孔之间距离为气膜孔直径的3～5倍，同一排相邻气膜孔之间的距离为气膜孔直径的2～4倍。3.根据权利要求1所述的一种提高涡轮叶片端壁气膜冷却的空气幕冷却结构，其特征在于，所述的空气幕冷却结构(6)的气膜孔为圆柱形气膜孔，并由独立的供气腔(5)供气，目的是增大冷气流经空气幕冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨星，吴航，丰镇平，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：