摘要：为了研究涡轮导叶端壁前缘冷气射流结构对端壁气膜冷却特性的影响规律,设计了4种射流结构形式,采用试验和数值仿真相结合的方法研究了冷气射流几何参数和气动参数对导叶端壁绝热壁温的影响,得到以下结论:端壁低温区域呈现出“曲边三角形”特征,沿着叶栅通道中气流的流动方向,低温区急剧减小,且向着叶片吸力面剧烈偏转,最终在叶片吸力面尾缘处消失;端壁前缘冷气射流存在最佳结构,即当冷气出流面积比为0.072,射流孔面积比为2.0时,端壁绝热冷却效率达到最大值0.325;射流比对端壁绝热冷却效率有较大的影响,随着射流比的增大,绝热冷却效率逐渐增大,同时端壁最大绝热冷却效率出现的位置向着压力面发生偏移;在靠近端壁前缘区域内,温比对绝热冷却效率的影响甚微,变化幅度小于0.01,但在远离前缘的端壁区域内,绝热冷却效率随着温比增加而增大,最大增幅约为0.03。

摘要：为了研究气膜-发散组合冷却结构的冷却特征,保证相同的开孔率,设计了三种不同发散孔排布形式的组合冷却结构,采用实验的方法对气动参数和几何参数对绝热冷却效率和对流换热系数的影响规律开展了研究。结果表明:绝热冷却效率和对流换热系数沿主流方向先逐渐降低,达到最低点后沿流动方向二者基本保持不变;在研究参数范围内,主流雷诺数和吹风比对绝热冷却效率的影响不大,但对组合冷却结构的对流换热系数影响较大,随着主流雷诺数和吹风比的增加,对流换热系数均呈现逐渐增大的趋势;针对三种发散孔排布形式的绝热冷却效率和对流换热系数,流向间距大的气膜发散冷却结构最高,流向间距居中的气膜发散冷却结构次之,流向间距最小的气膜发散冷却结构最低。

摘要：为研究涡轮叶片尾缘劈缝结构的换热特性,设计了6种劈缝结构,采用试验的方法分别对其绝热冷却效率与对流换热系数的影响规律进行研究,研究表明:①随着吹风比的增加,绝热冷却效率和对流换热系数均呈现逐渐增大的趋势;②劈缝出流角度对尾缘区域的气膜冷却特性有很大影响,随着尾缘劈缝出流角度的增加,尾缘绝热冷却效率逐渐升高,对流换热系数逐渐降低;③劈缝出口固体壁面形状对尾缘气膜冷却特性有很大影响,劈缝出口固体壁面为圆角的尾缘绝热冷却效率最高,随着劈缝分隔壁长度的减小,绝热冷却效率逐渐减小,对流换热系数逐渐升高。