燃?xì)鉁u輪復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)改進設(shè)計研究.pdf

1、一直以來燃?xì)廨啓C產(chǎn)業(yè)受到各國的廣泛重視，我國在燃?xì)廨啓C技術(shù)上相對落后，在關(guān)鍵技術(shù)上又受到歐美技術(shù)領(lǐng)先國家的封鎖，長期依賴進口國外產(chǎn)品，隨著國內(nèi)對燃?xì)廨啓C需求的不斷增加，必須獨立自主的發(fā)展屬于我們自己的燃機工業(yè)。燃?xì)廨啓C熱端部件的熱防護是燃?xì)廨啓C核心技術(shù)之一，隨著渦輪前燃?xì)鉁囟鹊牟粩嗵岣撸堰h(yuǎn)遠(yuǎn)超過了材料的可承受能力，必須采用合理的防護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某F級重型燃機一級導(dǎo)葉進行數(shù)值模擬計算，根據(jù)計算結(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，對葉片冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行改進，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)，首先通過對原型葉片的冷卻效果分析采取了對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

3、帶端壁冷卻葉片存在的問題進行分析，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，并對各條件改變對冷卻效果和流動的影響進行了分析。通過對不帶端壁和帶端壁葉片的改型和多次計算，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級重型燃機的渦輪一級導(dǎo)葉的設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)，后續(xù)可在此研究基礎(chǔ)上對端壁冷卻、氣膜孔優(yōu)化和減小損失等方面進行