热能动力工程

作者：王一凡,李洪美,李林琳,卢少鹏

单位：上海交通大学航空航天学院,,上海交通大学航空航天学院,,中船重工龙江广瀚燃气轮机有限公司,,上海交通大学航空航天学院,

关键词：涡轮叶片;叶顶间隙;换热特性;气膜冷却;转动效应;

采用实验与数值模拟相结合的方法，研究了静止与相对运动对三种叶顶间隙下:0.8%、1.0%、1.5%(基于叶高)涡轮动叶叶顶换热及气膜冷却性能的影响。实验基于可模拟真实的机匣与动叶之间的相对运动的高速盘转子试验台，并通过红外瞬态测量技术获取叶尖温度场，进行数值计算并保持试验与数值模拟的边界条件一致。结果表明：转动状态下叶尖会产生新的热点，其峰值随间隙增大从0.72x/Cx移动到0.64x/Cx附近。静止状态下，叶尖前缘冷却效果更佳；转动则使得冷却较好的区域转移至尾缘。间隙的增大使得转动叶尖的平均冷效降低，1.0%和1.5%间隙的叶尖平均冷效相较于0.8%间隙分别降低15.68%和22.88%。同时，对于转动状态下的紧密间隙，冷气回流和刮削涡的封严作用可有效冷却叶尖表面；而对于大间隙，刮削效应对凹槽内流动的影响减弱，冷气随泄漏流直接流出间隙，导致叶尖冷却效果变差。

来源：2026年第1期

《热能动力工程》期刊编辑部

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