全氣膜冷卻葉片表面換熱系數和冷卻效率研究

張宗衛　朱惠人　劉聰　孟慶昆

摘要：為了研究全氣膜冷卻渦輪導葉葉片的換熱特性，采用瞬態液晶技術獲得了葉片全表面的高分辨率換熱系數和冷卻效率，實驗在三葉片兩通道放大模型中完成，葉柵進口雷諾數是1.0×10⁵，葉片前緣有8排復合角孔，壓力面有21排軸向角孔，吸力面有24排軸向角孔，氣膜孔排由2個供氣腔供氣，前腔二次流與主流的質量流量比為4.56%，后腔為4.67%，結果表明：受葉柵通道渦作用，氣膜出流在吸力面呈聚斂狀，在壓力面則呈發散狀，氣膜出流受氣膜孔角度影響，氣膜孔下游的換熱系數和冷卻效率都較高，葉片前緣受到沖擊，換熱強，冷卻效率低；葉片吸力面冷卻效率維持在0.4左右，壓力面維持在0.35左右，該全氣膜冷卻葉片氣膜覆蓋效果較好，冷卻效率和換熱系數分布均勻，是一種較好的冷卻結構。