热障涂层对气膜冷却影响的数值研究

作     者：吕东 周源昊 刘英实 苏航 LÜDong;ZHOU Yuanhao;LIU Yingshi;SU Hang

作者机构：大连理工大学能源与动力学院涡轮叶片创新实验室大连116024 中国航发沈阳发动机研究所涡轮设计研究室沈阳110015 

基　　金：国防科技重点实验室基金(No.2021-JCJQ-LB-062-0408) 

出 版 物：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2023年第44卷第12期

页      码：3254-3260页

摘      要：涡轮叶片常采用气膜冷却和热障涂层协同配合的方式以进一步提升其耐温性能。由于热障涂层的低导热特性,不仅阻隔了主流燃气的加热,同时还削弱了气膜冷却,引发了二者间的矛盾。本文围绕着该矛盾问题,基于气膜绝对覆盖面积的概念,提出了对热障涂层涂敷区域进行优化设计的思想,通过涂层对气膜覆盖的避让来进一步强化冷却。构建了五种采用不同冷却措施组合的研究模型,并推导了考虑涂层后的对流换热系数简便等效折算方法。通过数值仿真获得了不同吹风比工况下各模型的壁面(T_(W2))温度分布和综合冷却效果(η)变化曲线。评估了采用涂敷区域优化带来的收益:在吹风比为0.8的工况下,可使综合冷效相对优化前最大提升2.13%。

主 题 词：涡轮叶片 热障涂层 气膜冷却 优化设计 数值仿真 

学科分类：082502[082502] 08[工学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

馆 藏 号：203125166...