一种双波浪形凹槽气膜孔冷却结构的构建方法及冷却结构技术

本发明专利技术属于燃气轮机热端部件的传热与冷却技术领域，尤其涉及一种双波浪形凹槽气膜孔冷却结构的构建方法及冷却结构。结构包括：固体壁，所述固体壁顶面设有热障涂层，所述热障涂层上开设有双波浪形凹槽，所述双波浪形凹槽由若干个相互连通的凹槽单元组成，所述凹槽单元由凹槽上游壁面、凹槽底面、双波浪形凹槽下游壁面组成，所述凹槽底面与所述固体壁顶面平行，所述凹槽单元的凹槽深度不大于所述热障涂层的厚度；所述固体壁上等间距开设有若干个所述气膜孔，所述气膜孔的出口开设于对应的所述凹槽单元中的所述凹槽底面上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃气轮机热端部件的传热与冷却，尤其涉及一种双波浪形凹槽气膜孔冷却结构的构建方法及冷却结构。

技术介绍

1、燃气涡轮发动机是一种基于布雷顿循环的热动力装置，依靠其强大的输出功率和高热效率已广泛应用于现代军事和工业。燃气涡轮发动机具有极为恶劣严苛的工作环境，具备高温、高压和高转速三大特点。其中，高温的工作环境尤其体现在三大核心部件之一的涡轮中。经验表明，在发动机尺寸不变的前提下，涡轮进口温度每提高56k，燃气轮机的推力可增加8-13％，循环效率可提高2-4％。目前先进航空发动机的涡轮前温度已经超过2000k，而涡轮叶片材料的耐温极限却远小于涡轮进口温度，因此必须采用高效冷却技术以保证其正常工作。

2、气膜冷却技术作为目前应用最广泛的高效冷却技术之一，在早期广泛采用圆柱孔。随着国内外学者的深入研究，发现圆柱孔冷气射流所形成的流场结构中，反向旋转的肾形涡对相对其他涡系强度最高。肾涡会将主流卷吸至冷气下方，强化掺混并使冷气抬升脱离壁面，对气膜冷却效果极为不利。基于此，学者们设计出以簸箕孔为代表的出口扩张型异型孔，通过流向或展向的扩张增大气膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双波浪形凹槽气膜孔冷却结构的构建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种双波浪形凹槽气膜孔冷却结构的构建方法，其特征在于：以点O为原点建立平面坐标系xOy中，找到气膜孔(3)出口型线的下游边的中点A，在A点冷气射流方向下游处标记点O，以点O为原点，P/2建立平面坐标系xOy，x轴方向沿流动方向，y轴方向沿展向；

3.根据权利要求2所述的一种双波浪形凹槽气膜孔冷却结构的构建方法，其特征在于：所述控制点位置通过以下方式获得：分别在xOy坐标系标记点B(x1,y1)、C(x2,y2)、D(x3,y3)、E(x4,y4)、F(x5,P/2)，标记点B...

【技术特征摘要】

1.一种双波浪形凹槽气膜孔冷却结构的构建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种双波浪形凹槽气膜孔冷却结构的构建方法，其特征在于：以点o为原点建立平面坐标系xoy中，找到气膜孔(3)出口型线的下游边的中点a，在a点冷气射流方向下游处标记点o，以点o为原点，p/2建立平面坐标系xoy，x轴方向沿流动方向，y轴方向沿展向；

3.根据权利要求2所述的一种双波浪形凹槽气膜孔冷却结构的构建方法，其特征在于：所述控制点位置通过以下方式获得：分别在xoy坐标系标记点b(x1,y1)、c(x2,y2)、d(x3,y3)、e(x4,y4)、f(x5,p/2)，标记点b’(x1’,-y1)、c’(x2’,-y2)、d’(x3’,-y3)、e’(x4’,-y4)、f’(x5’,-p/2)；

4.根据权利要求3所述的一种双波浪形凹槽气膜孔冷却结构的构建方法，其特征在于：在连接所述控制点，绘制成样条曲线，得到双波浪形型的凹槽下游型线(10)中：依次连接点f’(x5’,-p/2)、e’(x4’,-y4)、d’(x3’,-y3)、c’(x2’,-y2)、b’(x1’,-y1)、原点o、b(x1,y1)、c(x2,y2)、d(x3,y3)、e(x4,y4)、f(x5,p/2)，绘制成样条曲线，得到双波浪形型的凹槽下游型线(10)。

5.根据权利要求3所述的一种双波浪形凹槽气膜孔冷却结构的构建方法，其特征在于：当气膜孔(3)不设置展向倾角时，设置双波纹凹槽沿x轴对称，x1＝x1’，x...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢刚，李海旺，罗一鸣，周志宇，王熙来，孟龙，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：