端壁薄膜冷却结构

通过密封间隙调控泄漏流，改善旋转条件下涡轮端壁的冷却均匀性。

Runze, Tang · 李海旺 · 周智渊 · Xie, Gang

Applied Thermal Engineering 2024

参数信息

质量流量比范围

0.5–2.5 %

轴向间隙范围

-3–3 mm

径向间隙范围

0.8–2.4 mm

技术优势

密封间隙可调控冷却

通过调整轴向和径向密封间隙，可以主动控制端壁薄膜冷却效果，适应不同工况需求。

轴向间隙提升下游覆盖

在MFR≥1%时，增大轴向间隙可以降低泄漏流的周向速度分量，从而提升端壁薄膜冷却效果，尤其使下游区域受益。

径向间隙增强冷却效果

在MFR≥1%时，增大径向间隙能使更多泄漏流从腔室流出，从而更有效地覆盖端壁并提高冷却效率。

应用场景

• 燃气轮机热端部件：优化密封间隙分配，提高热端部件端壁的冷却均匀性和寿命。
• 涡轮叶片冷却设计：利用泄漏流调控端壁气膜，为叶片冷却设计提供端壁冷却方案。
• 航空发动机冷却：通过密封间隙优化，提高航空发动机涡轮端壁冷却效率，降低热负荷。