凹槽叶顶的气膜冷却特性

涡轮工作时,叶顶间隙内高速高温的间隙泄露流会直接冲刷动叶顶部,产生局部高温区域,因此控制间隙泄露流至关重要。基于压敏漆涂料(PSP)实验,研究了密度比、吹风比和间隙高度对凹槽叶顶气膜冷却特性的影响。研究结果表明:密度比增大,凹槽叶顶气膜冷却效果逐渐提高,尤其是大间隙下冷效提高较为明显,叶顶面平均冷效增加了35%;间隙高度和吹风比对叶顶表面冷效的作用不是单一的,小间隙条件下,叶顶表面气膜冷效随着吹风比增大而增大,大间隙条件下,吹风比的增加使得叶顶表面气膜冷效先减小后增加,同时小吹风比时,间隙高度增加提高了叶顶尾缘区域和孔周围的气膜冷效,叶顶面平均冷效提高了6.85%。

V型叶尖结构对风力机叶尖区域气动噪声影响的实验研究

针对叶尖部位是影响近尾迹流动和声辐射的主要区域,提出V型叶尖结构,对其气动特性和叶尖区域声辐射的特征进行测试。结果发现:V型叶尖结构风力机在输出功率减小0.95%~3.50%的范围内,使得改型后风轮旋转基频及其谐波关系的频率所对应的旋转噪声减小2.7%~4.5%。同时对叶尖涡的脱落频率所对应的叶尖涡噪声产生影响,使之降低了2.8~9.0 d B,找到V型叶尖的高度是影响风轮旋转噪声和叶尖涡噪声降低的主要因素。

离散隔板式迷宫叶顶冷却效率试验分析

为减小涡轮机动叶顶部间隙泄漏造成的气动损失、提高叶顶冷却效率,提出在凹槽叶顶离散排布小隔板迷宫。根据某涡轮机动叶结构,设计了迷宫叶顶气膜冷却效率试验台,通过稳态液晶技术测量了间隙叶高比分别为1.0%,2.0%,3.0%和吹风比分别为1.0,1.5,2.0时隔板迷宫叶顶和凹槽叶顶的气膜冷却效率。结果表明:2种叶顶结构的平均冷却效率均随着叶顶间隙高度的增加而减小;在某间隙高叶比和吹风比范围内,隔板迷宫叶顶冷却效率最多比凹槽叶顶冷却效率高出63%;隔板迷宫显著扩大了叶顶的冷却范围,提高了冷却效率,使冷却效率的分布更加均匀。