【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涡轮叶片内部通道强化换热，尤其涉及航空发动机及燃气轮机涡轮叶片内部通道强化换热，具体为一种具有环肋旋流腔的涡轮叶片前缘冷却结构及涡轮叶片。
技术介绍
1、涡轮叶片是燃气涡轮发动机中涡轮段的重要组成部件。高速旋转的叶片负责将高温高压的气流吸入燃烧器，以维持发动机的工作。轮发动机叶片一般承受较大的工作应力和较高的工作温度，且应力和温度的变化也较频繁和剧烈，其对工作条件的要求非常苛刻。
2、为了追求更高的输出功率和循环效率，现代航空发动机及燃气轮机进气道气体温度不断提升，甚至已经超过了2200k，远超目前金属材料的耐温极限。为了确保涡轮叶片的服役寿命在可接受的范围内，亟需创新更先进的强化换热技术。由于涡轮叶片前缘正对燃烧室出口的高温气体，并且由于主流的停滞使得叶片前缘承受着最恶劣的高温环境。目前，叶片前缘冷却技术主要包括两大类，即冲击冷却和旋流冷却。由于旋流冷却可以提供更均匀的换热系数以及更高的换热性能，因此叶片前缘的主要采用旋流冷却通道对高温部件进行保护。
3、现有的涡轮叶片前缘冷却方案中，冷却结构主要...
【技术保护点】
1.一种具有环肋旋流腔的涡轮叶片前缘冷却结构，其特征在于，包括设置在叶片前缘(9)的冷气进口(1)，所述冷气进口(1)依次连通冷气进口段(2)、冷气供气腔(3)、旋流腔(14)、冷气出口段(8)和冷气出口(7)；所述冷气供气腔(3)与旋流腔(14)通过前缘内层壁(16)相隔，且前缘内层壁(16)沿叶高方向设置有若干旋流喷嘴(13)，用于使冷气供气腔(3)与旋流腔(14)相通；所述旋流喷嘴的中心线方向(19)与前缘内层壁方向(20)的夹角为85°～90°，且旋流喷嘴的中心线方向(19)沿叶高方向的分量指向叶片底部(4)；相邻的旋流喷嘴(13)之间的旋流腔(14)内壁上沿...
【技术特征摘要】
1.一种具有环肋旋流腔的涡轮叶片前缘冷却结构，其特征在于，包括设置在叶片前缘(9)的冷气进口(1)，所述冷气进口(1)依次连通冷气进口段(2)、冷气供气腔(3)、旋流腔(14)、冷气出口段(8)和冷气出口(7)；所述冷气供气腔(3)与旋流腔(14)通过前缘内层壁(16)相隔，且前缘内层壁(16)沿叶高方向设置有若干旋流喷嘴(13)，用于使冷气供气腔(3)与旋流腔(14)相通；所述旋流喷嘴的中心线方向(19)与前缘内层壁方向(20)的夹角为85°～90°，且旋流喷嘴的中心线方向(19)沿叶高方向的分量指向叶片底部(4)；相邻的旋流喷嘴(13)之间的旋流腔(14)内壁上沿旋流腔靶面(12)周向设置有环肋(11)；相邻环肋(11)之间的前缘外层壁(15)上设置有气膜孔(10)，所述气膜孔(10)与旋流腔(14)相连通，用于抽出部分旋流产生的废气。
2.根据权利要求1所述的具有环肋旋流腔的涡轮叶片前缘冷却结构，其特征在于，靠近叶片顶部(6)的旋流喷嘴的中心线方向(19)与前缘内层壁方向(20)的夹角为85°，靠近叶片底部(4)的旋流喷嘴的中心线方向(19)与前缘内层壁方向(20)的夹角为90°，二者之间的旋流喷嘴的中心线方向(19)与前缘内层壁方向(20)的夹角顺次由85°向90°过渡。
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