一种用于提高跨声速涡轮动叶顶部气热性能的叶尖结构及叶片制造技术

本发明专利技术公开了一种用于提高跨声速涡轮动叶顶部气热性能的叶尖结构及叶片，包括设置叶顶泄漏流亚音速流动区域的阶梯状凹槽，阶梯状凹槽自叶片前缘沿流向布置，阶梯状凹槽的空间自叶顶向下逐阶缩小。该叶尖结构通过在叶顶泄漏流亚音速流动区域设置阶梯状凹槽结构，使叶顶间隙亚音速流动区域处马赫数减小，泄漏流湍流水平降低，削弱了该处局部换热强度；凹槽结构改变了叶顶泄漏流冲击在凹槽底面形成的分离线和再附线位置；凹槽肩壁深度的增加有效抑制了泄漏流的横向流动，在前缘处形成阶梯状凹槽使得该处气流加速从而降低换热系数，提高了跨声速涡轮动叶顶部的整体性能。跨声速涡轮动叶顶部的整体性能。跨声速涡轮动叶顶部的整体性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于提高跨声速涡轮动叶顶部气热性能的叶尖结构及叶片


[0001]本专利技术涉及燃气涡轮叶片冷却
，具体为一种用于提高跨声速涡轮动叶顶部气热性能的叶尖结构。

技术介绍

[0002]燃气轮机在推进、电力、石油等能源领域的作用日益增加，而涡轮作为燃气轮机装置的核心组成部件之一，其气热性能的改善对燃气轮机整体性能的提升十分关键。高性能的燃气涡轮一直以大推力、高效率、低重量、小尺寸等目标方向发展。为适应这一需求，高负荷、跨声速涡轮的研究与设计一直是各国航空发动机设计的主攻方向之一。在高负荷涡轮叶栅中，由于叶片做工量、折转角的提高，其高压动叶出口气流角较小、出口马赫数较高，几乎必然产生跨声速现象。尤其在动叶顶部间隙，泄漏流马赫数可超1.5，跨声速间隙泄漏流动对叶顶换热产生很大影响。
[0003]在燃气轮机涡轮中，动叶与静止机匣之间存在相对运动，为避免动静部件之间的摩擦且为工作过程中动叶的离心力与热膨胀作用预留空间，动叶叶顶通常采用无冠设计。在压力梯度作用下，无冠动叶顶部与机匣之间的间隙会有高温泄漏流通过。一方面，叶顶泄漏流会明显增加气动损本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于提高跨声速涡轮动叶顶部气热性能的叶尖结构，其特征在于，包括设置叶顶泄漏流亚音速流动区域的阶梯状凹槽，阶梯状凹槽自叶片前缘沿流向布置，阶梯状凹槽的空间自叶顶向下逐阶缩小。2.根据权利要求1所述的一种用于提高跨声速涡轮动叶顶部气热性能的叶尖结构，其特征在于，所述阶梯状凹槽靠近尾缘的侧壁垂直于叶片的中弧线。3.根据权利要求1所述的一种用于提高跨声速涡轮动叶顶部气热性能的叶尖结构，其特征在于，所述阶梯状凹槽沿流向长度L为0.05～0.5倍的叶片弦长。4.根据权利要求1所述的一种用于提高跨声速涡轮动叶顶部气热性能的叶尖结构，其特征在于，所述阶梯状凹槽的深度为叶顶间隙高度G的1
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2.5倍。5.根据权利要求1所述的一种用...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜昆，惠娜，孙诚，王旭博，李远涌，刘存良，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：