利用空气幕冷却提升涡轮叶栅端壁气膜冷却有效度的实验研究

作     者：杨星 赵强 吴航 丰镇平 YANG Xing;ZHAO Qiang;WU Hang;FENG Zhenping

作者机构：西安交通大学能源与动力学院西安710049 陕西省叶轮机械及动力装备工程实验室西安710049 西安航天动力研究所西安710100 

基　　金：国家科技重大专项资助项目(2017-Ⅲ-0003-0027) 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2023年第57卷第8期

页      码：1-10页

摘      要：针对涡轮叶栅压力面侧由于横向压力梯度及复杂二次流导致的冷却难题,通过在端壁通道进口靠近压力面侧布置两排离散气膜孔,形成具有独特冷却特征的空气幕冷却,采用压力敏感漆测量技术(PSP)详细研究了空气幕冷却在端壁表面的冷却分布规律及其对通道中离散气膜孔冷气射流的影响。在此基础上,将空气幕冷却应用于端壁气膜冷却形成了改进设计方案。实验结果表明,空气幕冷却具有与通道中离散气膜冷却完全不同的冷却特征,其几乎不受叶栅通道中横向压力梯度的影响,可以有效冷却端壁通道的压力面侧甚至喉部及下游区域;随着冷气量的增大,空气幕冷却的冷却效果不断增强,并会提高下游端壁通道中离散气膜孔的冷却性能;与端壁原型气膜冷却方案相比,在冷气量相同的情况下,改进方案将端壁表面的面积平均气膜冷却有效度提高了33%。叶栅出口的流场结构表明,改进方案还可以削弱叶栅的气动损失。

主 题 词：航空发动机 涡轮端壁 气膜冷却 空气幕冷却 气动损失 

学科分类：082502[082502] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7652/xjtuxb202308001

馆 藏 号：203123298...