双层板冲击-气膜复合冷却结构冷却性能的数值分析

摘要

高压燃气涡轮叶片采用内部冲击和外部气膜冷却相结合的复合冷却结构来提高叶片的冷却效率。本研究应用流热耦合的方法计算涡轮叶片中弦区的复合冷却效果,在不同的冲击孔与气膜孔间距l/d1以及不同的冲击孔长度h/d1复合冷却结构中,得到不同冷气流量条件下的冷却传热特性和流动阻力特性,建立了冷却效率与结构特征参数的关联式。结果表明:在冲击孔与气膜孔间距l/d1=12的复合冷却结构中,平板外表面气膜孔上下游的冷却效率均保持较高值;在冲击孔长度l/d1=1的复合冷却结构中,气膜孔上游区域的冷却效率较高。复合冷却结构中气膜孔下游的冷却效率不受冲击孔与气膜孔间距l与冲击孔长度h的影响。