热能动力工程

作者：陈文彬,万里,乔泳源,罗丁,童自翔

单位：中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所,,中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所,,北京航空航天大学 能源与动力工程学院 航空发动机气动热力国家级重点实验室,,中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所,,北京航空航天大学 能源与动力工程学院 航空发动机气动热力国家级重点实验室,

关键词：涡轮导向器;端壁;低稠度设计;缝槽冷却结构

基金：国家科技攻关计划

现代先进航空发动机涡轮导向器普遍采用低稠度设计策略,该设计虽能提升气动性能,但会在导向叶片前缘形成高压滞止区,导致端壁前缘承受严重热负荷。针对低稠度涡轮导向器端壁前缘的热防护需求,本研究通过改变缝槽冷气入射角度设计了两种变流向的缝槽高效冷却结构。通过建立三维数值仿真模型,基于绝热壁面假设,分析了低稠度涡轮导向器端壁的流动换热特性,并探究了其中顺流向与逆流向两种缝槽冷却结构在吹风比(0.288–0.936)变化时的流动特征及冷却效率变化规律。数值模拟结果表明：两种变流向设计的缝槽冷却结构在端壁前缘区域冷却性能均显著强于轴向缝槽冷却结构,其绝热冷却效率较基准结构提升约 20%-100%。研究成果可为低稠度涡轮导向器端壁冷却结构的优化设计提供理论支撑。

来源：2026年第1期

《热能动力工程》期刊编辑部

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