航空發動機渦輪葉柵進口熱斑試驗技術

航空發動機燃燒室出口流場存在著明顯的溫度不均勻，其局部的最高溫度可達到最低溫度的兩倍左右，這種局部的高溫氣流被稱為“熱斑”(Hot Streak)。熱斑進入渦輪葉柵后，冷熱氣流具有不同的遷移路徑，會導致葉片表面出現局部高溫區，增加葉身熱應力，嚴重時還會出現葉片局部燒蝕。因此，深入研究渦輪葉柵進口熱斑遷移特性及其主要影響因素，將有助于制定更為合理的渦輪葉片冷卻方案，從而提高渦輪的效率、可靠性及其壽命。國外在20世紀80年代就開始了熱斑現象的試驗研究，近年來在一些渦輪及葉柵試驗設備的改造升級、新建時，仍將渦輪進口熱斑模擬作為試驗器的一個重要功能進行考慮。與國外相比，國內從本世紀初才逐漸開始通過跟蹤國外的一些研究成果，進行了部分數值模擬和極為有限的試驗研究，有關渦輪葉柵進口熱斑遷移及影響機理的試驗研究目前還未見公開報道。

本期《渦輪葉柵進口熱斑遷移及其影響因素研究試驗裝置設計》一文，通過熱斑模擬裝置設計、熱斑試驗葉柵周期性優化、非金屬葉片選材及埋偶工藝研發，成功搭建了一套試驗裝置，并通過試驗驗證了該裝置可以方便地應用于不同周向/徑向位置、湍流強度、氣膜冷卻、馬赫數等因素對渦輪葉柵進口熱斑遷移及影響機理等的研究。