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隔板位置对透平级凹槽叶顶传热和冷却性能的影响
【作者】 叶明亮 晏鑫 何坤
【关键词】 燃气透平 透平级 凹槽叶顶 叶顶传热 气膜冷却
【摘要】采用数值方法研究了燃气透平第1级动叶带3种双凹槽的叶顶传热与冷却性能,双凹槽叶顶的隔板位于凹槽25％、50％和75％弦长位置且垂直于弦长方向(叶顶结构分别称为rib25,rib50和rib75),并与常规凹槽叶顶的透平级内效率、叶顶传热系数、叶顶气膜冷却有效度进行了对比.结果表明,在无气膜冷却时,不论是常规凹槽叶顶还是双凹槽叶顶,在凹槽底部前缘均存在高传热系数区域;相比于常规凹槽叶顶,双凹槽叶项可以提高透平级的总等熵效率,其中rib50的气动性能最好,总等熵效率可以提高0.43％,但叶顶平均传热系数增大13.7％;叶顶中弧线位置布置气膜冷却孔后,由于叶片的旋转作用和凹槽隔板的限制,使冷气在凹槽内积累,对凹槽底部形成良好的气膜冷却效果;相对于传统凹槽叶顶,3种双凹槽叶顶的气膜冷却效率显著提高,其中rib50的气膜冷却有效度最大并且气动性能最好,带rib50叶顶的透乎级内等熵效率可以提高0.36％,叶顶平均传热系数减小14.4％,叶顶平均气膜冷却有效度提高31.8％.
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