双旋流冲击冷却涡轮叶片前缘气膜冷却特性实验研究

涡轮叶片前缘直接面对高温主流冲击,是承受热负荷最高的区域,为此叶片前缘的热防护成为当前研究的重点。针对采用新型双旋流冲击冷却结构的叶片前缘模型,通过实验和数值计算的方法研究了气膜孔布局和吹风比对前缘气膜冷却特性的影响机理。研究结果表明:当仅在滞止线附近布置气膜孔时,吹风比增大对相邻气膜孔间的气膜冷却效率具有积极作用,冷却核心区域沿径向偏移;当仅在周向±45°布置气膜孔时,随着吹风比增大,冷却射流与主流相互作用形成的单涡结构主导了前缘气膜覆盖范围,气膜在径向的覆盖宽度逐渐减小,平均气膜冷却效率降低;当在前缘滞止线和周向±45°均布置气膜孔时,滞止线气膜孔发生主流倒灌,气膜冷却效率最低;在吹风比为1.0、1.5和2.0时,面积平均气膜冷却效率相较于吹风比为0.5时分别提高了126.8%、119.5%和128.1%。

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本文档关键词:前缘,叶片,冷却,特性,冲击