某燃气轮机第1级叶片气膜冷却换热特性分析

摘要

利用附加源项法,对某台燃气轮机开设多排气膜孔的第1级叶片外侧换热特性,包括叶片表面温度、气膜有效度和换热系数的分布进行计算及数值分析,并对叶栅换热特性进行了数值验证.结果表明,预测值Nu与试验值吻合较好；在压力面,叶片外表面温度平均可降低40％,平均气膜有效度约0.7；吸力面温度平均降低30％,平均气膜有效度约0.5.但是,在压力面20％相对弦长区域、前缘驻点和吸力面尾缘处的温度较高,气膜有效度较低.所给出的叶片外侧换热特性,可作为叶片内部结构的设计依据,通过在叶片内部前缘驻点和压力面20％相对弦长区域采用冲击冷却、增加吸力面尾缘冷却气体流量可降低该区域所受到的热负荷,从而使叶片能够均匀冷却.