燃?xì)鉁u輪復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、一直以來(lái)燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)受到各國(guó)的廣泛重視，我國(guó)在燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)上相對(duì)落后，在關(guān)鍵技術(shù)上又受到歐美技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家的封鎖，長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口國(guó)外產(chǎn)品，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)需求的不斷增加，必須獨(dú)立自主的發(fā)展屬于我們自己的燃機(jī)工業(yè)。燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件的熱防護(hù)是燃?xì)廨啓C(jī)核心技術(shù)之一，隨著渦輪前燃?xì)鉁囟鹊牟粩嗵岣?，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了材料的可承受能力，必須采用合理的防護(hù)措施以保證渦輪正常工作。傳統(tǒng)的渦輪葉片冷卻技術(shù)包括氣膜冷卻、沖擊冷卻和肋柱擾流等，現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪葉片多采用

2、復(fù)合式的冷卻方式。本文的主要工作是采用氣熱耦合的方式對(duì)某F級(jí)重型燃機(jī)一級(jí)導(dǎo)葉進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果研究影響復(fù)合式冷卻結(jié)構(gòu)冷卻效果的影響因素，對(duì)葉片冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，提高整體冷卻效率，降低損失。
　　本文原型葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜包括了氣膜冷卻、沖擊冷卻、肋柱擾流和尾緣劈縫等冷卻結(jié)構(gòu)，首先通過(guò)對(duì)原型葉片的冷卻效果分析采取了對(duì)梯形氣膜孔改型的方式達(dá)到了改善氣膜冷卻效果的目的；然后加入端壁冷卻結(jié)構(gòu)，研究了端壁冷卻與葉片冷卻的聯(lián)系，對(duì)

3、帶端壁冷卻葉片存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，采取了增大氣膜孔截面積、增加端壁冷氣通道和添加不均勻入口條件等方式，并對(duì)各條件改變對(duì)冷卻效果和流動(dòng)的影響進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)不帶端壁和帶端壁葉片的改型和多次計(jì)算，最終定型的葉片在冷卻效果上達(dá)到了葉片表面溫度低于1200K的要求，相比原型及歷次改型葉片能量損失也較低。
　　本文的研究工作為某F級(jí)重型燃機(jī)的渦輪一級(jí)導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)，后續(xù)可在此研究基礎(chǔ)上對(duì)端壁冷卻、氣膜孔優(yōu)化和減小損失等方面進(jìn)行