燃气透平叶片尾缘内部冷却通道流动与换热特性研究

针对更为接近于真实叶片尾缘段的楔形内部冷却通道的流动与换热特性开展了数值研究,分析了不同冷却工质应用在楔形冷却通道中的性能表现以及不同扰流柱结构、柱肋组合冷却结构对尾缘内部冷却通道中的热力特性的影响。研究表明:区别于矩形内部冷却通道,楔形通道中壁面传热系数沿流动方向呈现逐渐升高的趋势;冷却工质对换热性能影响明显,蒸汽的冷却效果优于空气,而在主流冷气中加入少量的微小液滴可明显改善内部通道的换热效果,并且对压力损失几乎不带来负面影响;3种扰流柱结构中圆顶间断型扰流柱结构具有最佳的换热性能,相较于传统扰流柱,其综合换热因子的最大提升可达15.3%;肋片的引入可使壁面传热系数提高24.9%~32.5%,但会造成压力损失的增加;相较于单一的扰流柱阵列冷却方式其综合换热因子仅可提升2%,一定程度改善壁面传热的均匀性。