优化孔隙率发汗冷却叶片

提升冷却效率

通过优化孔隙率分布，大幅提升高压涡轮叶片的发汗冷却效率与温度均匀性。

Wang, Wen · Tao, Guocheng · Dandan, Ke · Luo, Jiaqi · Cui, Jiahuan · Ke, Dandan

Applied Thermal Engineering 2023

参数信息

孔隙率范围

0.2-0.7

注入比

1.2 %

注入比

2.0 %

技术优势

真实叶片几何验证

研究在C3X叶片上开展，而非简化平板，结果可直接指导真实叶片设计。

冷却膜贴壁性好

优化设计使冷却气膜在压力面附着良好，有效保护叶片表面。

明确优化准则

结果表明大孔隙率应首先应用于前缘及紧邻前缘的压力侧，为设计提供可操作准则。

优化框架可复用

采用Kriging代理模型与遗传算法，方法经过验证，可高效用于类似冷却设计优化。

应用场景

• 燃气轮机叶片：用于高温涡轮叶片，降低金属温度，延长寿命。
• 航空发动机：可提升航空发动机涡轮前温度，增加推力和效率。
• 高温陶瓷材料：多孔结构可用陶瓷材料增材制造，用于极端热环境。