热能动力工程

作者：张济,张天伦,李洋,丁斌,王新昶,周文武

单位：上海交通大学 机械与动力工程学院 上海,,上海交通大学 机械与动力工程学院 上海,,中国航发湖南动力机械研究所 中小型航空发动机叶轮机械湖南省重点实验室,,中国航发湖南动力机械研究所 中小型航空发动机叶轮机械湖南省重点实验室,,上海交通大学 机械与动力工程学院 上海,,上海交通大学 机械与动力工程学院 上海;上海交通大学 机械与动力工程学院 上海,

关键词：涡轮叶片;增材制造;电火花加工;气膜冷却;冷却效率;表面形貌

涡轮叶片气膜孔的加工方式主要包括增材制造和电火花加工，但两种方式导致的气膜孔表面形貌存在显著差异。为探究两种加工方式对气膜冷却性能的影响，通过计算机断层扫描（CT）获取气膜孔内部真实形貌。扫描结果表明，增材制造孔相较电火花孔粗糙度增大64.9%，圆度比降低2.7%，圆形度降低3.1%，直径增大11.5%。增材制造孔具有非对称的孔内粗糙形貌，而电火花孔截面形状近似于椭圆形。通过数值模拟方法获得了0.5、0.75和1.0三种吹风比下光滑圆孔、增材制造孔、电火花孔的冷效与流场信息。模拟结果表明，增材制造孔非对称粗糙形貌造成非对称速度分布，生成一强一弱的非对称肾形涡，肾形涡强度较弱一侧气膜贴壁较好，冷效相较光滑圆孔在吹风比1.0时提升42.1%。电火花孔的孔型偏差导致肾型涡增强，气膜相较光滑圆孔更易于分离，冷效显著降低，吹风比1.0时降低50.6%。

来源：2025年第12期

《热能动力工程》期刊编辑部

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