热能动力工程

作者：徐伟建,梁晨,李翔宇,李涛

单位：中国船舶集团有限公司第七〇三研究所,,中国船舶集团有限公司第七〇三研究所,,中国船舶集团有限公司第七〇三研究所,,中国船舶集团有限公司第七〇三研究所,

关键词：燃气轮机;叶片冷却;双层壁冷却;应力分析;

本文针对燃气轮机高温透平叶片冷却需求,通过数值模拟方法系统研究了薄壁双层壁冷却结构传热特性与应力分布规律。研究基于ANSYS CFX软件,分析了不同吹风比(BR=0.5-2.0)和薄壁厚度(W=0-0.8mm)对冷却效果的影响。研究发现在不同吹风比情况下,薄壁结构通过抑制冷气横向扩散和增大内部冷却换热面积,提升了外壁面综合冷却效果；低吹风比下壁厚W=8mm表现更优,高吹风比下壁厚W=0.2mm可避免冷气通道内二次流抑制效应综合冷却效果更好。通过对冷却结构热-力耦合分析发现,薄壁应力集中发生于薄壁与气膜平板连接区域,且厚度减小会导致等效应力显著增加。研究为薄壁双层壁结构平衡冷却效率与结构可靠性提供了设计依据。

来源：2026年第1期

《热能动力工程》期刊编辑部

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