旋转涡轮前缘冷却孔

旋转下更优冷却

该冷却孔阵列在旋转工况下展现出优于传统设计的前缘薄膜冷却性能，为高负荷涡轮叶片热防护提供新选择。

Han, Feng · Bi, Shuai · 毛军逵 · 李海旺

Applied Thermal Engineering 2023

参数信息

旋转速度

574 r/min

雷诺数

6.4 × 10⁴

吹风比

0.5-1.25

孔间距与直径比

2.5, 3.75, 5.0

密度比

1.04

技术优势

覆盖旋转真实工况

在574 r/min旋转下测量，揭示了旋转对前缘冷却效率的影响，使设计更贴近实际涡轮环境。

揭示压力侧冷却优势

发现相同吹风比下压力侧展向平均冷却效率高于吸力侧，有助于优化孔布局。

量化孔间距影响

在恒定冷却剂质量流量下，面积平均冷却效率随P/D增大而下降，且下降有时呈非线性。

应用场景

• 涡轮叶片冷却设计：为旋转下前缘冷却孔布局提供实验依据，优化孔间距和吹风比。
• 航空发动机热端部件：确保航空发动机涡轮叶片前缘在高温下可靠工作，延长寿命。
• 燃气轮机热管理：通过优化冷却效率降低前缘金属温度，提升燃机热管理能力。