氣流沖角及孔型對燃氣輪機靜葉前緣氣膜冷卻特性影響.pdf

1、燃氣輪機葉片的前緣是最關鍵的傳熱區(qū)，工業(yè)界通常采用氣膜冷卻來保護前緣。前緣氣膜冷卻可降低高溫氧化,蠕變,腐蝕,熱力疲勞,從而增加部件壽命。
　　本文針對具有三列叉排圓形氣膜冷卻孔的燃氣輪機葉片前緣的高溫冷卻問題，進行了實驗和數(shù)值模擬。實驗在常溫、低速風洞中進行，運用紅外熱像儀拍攝試件表面溫度場，采用瞬態(tài)測量方法同時獲得氣膜有效度和對流換熱系數(shù)；運用數(shù)值模擬軟件FLUENT獲得了氣膜有效度以及流場。分析了孔型(圓孔和成形孔)、沖角(

2、0°/5°/10°)在不同吹風比(0.5－2)條件下對前緣氣膜冷卻流場和氣膜有效度的影響。結果表明孔型和沖角是影響前緣氣膜冷卻流場和冷卻效果有重要影響：
　　成型孔較圓孔在吹風比較大時冷卻效果要好，在吹風比較小時效果相當，甚至略差些?？仔偷母淖儗饽た壮隹谔幍牧鲌鲇兄苯拥挠绊?，成形孔的使用減弱了冷卻工質出口處的渦系。
　　沖角的變化對前緣氣膜孔出口的流線有較大影響；沖角變化在平均吹風比為1或更小時影響較明顯，在吹風比更大時對

3、前緣冷卻效果影響不大。中心氣膜孔與左、右兩側氣膜孔之間的區(qū)域對沖角的變化比較敏感。無論是圓孔還是成形孔，沖角的變化對二者氣膜有效度的影響有類似的規(guī)律。中心氣膜孔與左側氣膜孔之間的區(qū)域在5沖角時冷卻有效度最低，隨著沖角的增加，左側下游區(qū)域的氣膜有效度下降，右側下游區(qū)域的氣膜有效度上升；在平均吹風比為1時，右側下游區(qū)域隨著沖角的增加沒有單調的增減關系。
　　圓孔的氣膜有效度在吹風比為1時最大，當沖角改變時則不然；成形孔的氣膜有效度在吹