一种提高涡轮叶片冷却效率的新型开槽气膜孔结构制造技术

本技术涉及一种提高涡轮叶片冷却效率的新型开槽气膜孔结构，该结构包括壁面、气膜孔、横向开槽。横向开槽设置于气膜孔的出口位置，该新型开槽气膜孔的特征在于上游设置成斜面，气膜孔为带前向扩张角的复合孔，下游设置成双层阶梯状，靠近槽底的为第一阶梯，其表面是双曲率面，靠近来流的设置为第二阶梯，表面为圆弧面且其最高点与横流平面相切。该冷却结构中的斜面、带前向扩张角的复合气膜孔以及由双曲率面和圆弧面组成的阶梯状结构，结构简单，易于加工，成本较低且能够有效提高气膜冷却效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及涡轮叶片气膜冷却技术，针对降低涡轮叶片入口温度而设计的一种新型开槽气膜孔结构。

技术介绍

1、燃气轮机在当今社会中有着广泛的应用，其运行过程中的循环热效率和输出功率是决定燃气透平机性能的重要因素。随着涡轮入口温度的升高，涡轮叶片的耐热温度已经无法满足其工作需求，目前先进的燃气轮机涡轮入口温度高达2000k，远远超过了用来制作高温构件材料的熔点，同时，高温构件所需的材料和加工成本也很高，所以为了防止涡轮叶片在高温下受到损伤，需要采用高效的冷却方法。

2、在现有的燃气轮机冷却方法之中，气膜冷却是最有效的外部冷却技术。气膜冷却技术是在高温部件表面设置狭缝或小孔，以横向射流的方式将冷却介质注入主流。射流受主流的摩擦力和压力场的影响，会发生弯曲变形，在高温构件表面形成低温气膜，对构件起到隔热和冷却的效果。

3、影响气膜冷却效率的因素有很多，其中气膜孔的几何条件、壁面形状、主流条件对其影响较大。现有研究表明合理的气膜孔结构可以提高燃气轮机的气膜冷却效率，开槽气膜孔可降低气膜孔出口的冷却气流动量，减小壁面传热系数，进而降低壁面热流比，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种提高涡轮叶片冷却效率的新型开槽气膜孔结构，该结构属于开槽孔气膜冷却的一种，其特征在于包括上下游壁面、横向开槽、气膜孔，气膜孔是具有前向扩张角的复合孔，横向开槽设置于气膜孔的出口位置，该横向开槽的特征在于靠近上游位置的槽底设置成斜面连接，靠近下游的位置设置成双阶梯状结构，第一阶梯表面双曲率表面，第二阶梯表面为圆弧状且最高点与壁面相切，所述阶梯展向宽度与横向开槽展向宽度相同，展向宽度为2D～3D，上游开槽高度为1D～2D，第一阶梯高度为0.5D～1D，第一阶梯沿主流方向宽度为0.5D～1D，所述第二阶梯高度为0.5D～1D，第一阶梯表面是由两个相同的四分之一圆弧组合而成的双曲率面，其...

【技术特征摘要】

1.一种提高涡轮叶片冷却效率的新型开槽气膜孔结构，该结构属于开槽孔气膜冷却的一种，其特征在于包括上下游壁面、横向开槽、气膜孔，气膜孔是具有前向扩张角的复合孔，横向开槽设置于气膜孔的出口位置，该横向开槽的特征在于靠近上游位置的槽底设置成斜面连接，靠近下游的位置设置成双阶梯状结构，第一阶梯表面双曲率表面，第二阶梯表面为圆弧状且最高点与壁面相切，所述阶梯展向宽度与横向开槽展向宽度相同，展向宽度为2d～3d，上游开槽高度为1d～2d，第一阶梯高度为0.5d～1d，第一阶梯沿主流方向宽度为0.5d～1d，所述第二阶梯高度为0.5d～1d，第一阶梯表面是由两个相同的四分之一圆弧组合而成的双曲率面，其圆弧的半径为0.25d～0.5d，第二阶梯...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴萍，王少卿，王旭，周永洋，张沛然，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：新型
国别省市：