热能动力工程

作者：王辉辉，牛夕莹，邓清华，丰镇平

单位：西安交通大学 能源与动力工程学院，陕西 西安 710049,,中国船舶集团有限公司第七○三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078,,西安交通大学 能源与动力工程学院，陕西 西安 710049,,西安交通大学 能源与动力工程学院，陕西 西安 710049,

关键词：燃气透平;内部冷却;壁面射流冷却;冷却性能

基金：国家自然科学基金资助项目（52276037）

多通道壁面射流冷却结构是一种新型的燃气透平动叶内部冷却结构，具有消耗冷气少、压力损失小等优点。本文构建了简化的壁面射流冷却叶片与GEE3冷却结构叶片模型，采用流热耦合方法对比研究了其流动与换热特性。结果表明，壁面射流冷却通道内的狭小空间抑制了横流的产生，冷气在冷却通道中形成了流向涡；前缘冷气流道中的大量冷气流经吸力侧冷却区，并从出口压力更小、面积更大的尾缘排出，使得前缘气膜孔出流的冷气流量和动量较小，冷气在叶片外表面的气膜覆盖特性更好；离心力的影响导致前缘冷气流道中叶根处的压力较低，叶根附近的气膜孔出现燃气主流入侵现象。相比于GEE3叶片，壁面射流冷却叶片的前缘温度和温度梯度都较小，因此多通道壁面射流冷却在前缘具有更优异的冷却特性。

来源：2023年第12期

《热能动力工程》期刊编辑部

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