[发明专利]一种应用于涡轮叶片尾缘半劈缝的三角柱型导流结构有效
申请号: | 202011469232.3 | 申请日: | 2020-12-14 |
公开(公告)号: | CN112523810B | 公开(公告)日: | 2021-08-20 |
发明(设计)人: | 李海旺;唐润泽;陶智;谢刚;黄维娜;由儒全 | 申请(专利权)人: | 北京航空航天大学 |
主分类号: | F01D5/18 | 分类号: | F01D5/18 |
代理公司: | 北京君有知识产权代理事务所(普通合伙) 11630 | 代理人: | 焦丽雅 |
地址: | 100191*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 应用于 涡轮 叶片 尾缘半劈缝 角柱 导流 结构 | ||
1.一种应用于涡轮叶片尾缘半劈缝的三角柱型导流结构,包括叶片尾缘压力面(1)、叶片尾缘吸力面(6)、尾缘半劈缝壁面(3)、尾缘半劈缝下游壁面(5)、分隔肋(2)、三角柱型导流结构(4),其特征在于:切除所述叶片尾缘压力面(1)靠近尾缘处部分壁面,通过所述分隔肋(2)与所述叶片尾缘吸力面(6)一侧的壁面连接,所述分隔肋(2)整体位于所述叶片尾缘吸力面(6)一侧的壁面的上方,所述分隔肋(2)的一部分位于所述叶片尾缘压力面(1)一侧的壁面下方,所述分隔肋(2)的另一部分向尾缘延伸,所述分隔肋(2)延伸不超过所述叶片尾缘吸力面(6)一侧的壁面尾缘部分,所述分隔肋(2)一端、所述叶片尾缘压力面(1)一侧的壁面、所述叶片尾缘吸力面(6)一侧的壁面形成了冷气进口(8),所述分隔肋(2)延伸部分与所述叶片尾缘吸力面(6)一侧的壁面形成多个尾缘半劈缝,壁面冷却气流从所述冷气进口(8)进入并在下游的尾缘半劈缝壁面(3)形成冷却气膜;所述三角柱型导流结构(4)布置在尾缘半劈缝壁面(3)与尾缘半劈缝下游壁面(5)的交界处;所述三角柱型导流结构(4)包括连续设置的多个等腰三角形结构,对应于每个所述尾缘半劈缝设置一个等腰三角形结构。
2.根据权利要求1所述的一种应用于涡轮叶片尾缘半劈缝的三角柱型导流结构,其特征在于:等腰三角形顶角方向与冷气流动方向相反,相邻的三角柱型导流结构相互连接。
3.根据权利要求1所述的一种应用于涡轮叶片尾缘半劈缝的三角柱型导流结构,其特征在于:所述尾缘半劈缝壁面(3)与叶片尾缘压力面(1)的夹角为0°~15°。
4.根据权利要求2或3所述的一种应用于涡轮叶片尾缘半劈缝的三角柱型导流结构,其特征在于:所述叶片尾缘压力面(1)与所述叶片尾缘吸力面(6)之间的壁面冷却气流出流缝高度为D,所述尾缘半劈缝壁面(3)宽度为W,所述三角柱型导流结构(4)在尾缘半劈缝出口的宽度x与尾缘半劈缝壁面(3)的宽度W的比值为0.6~0.9。
5.根据权利要求2所述的一种应用于涡轮叶片尾缘半劈缝的三角柱型导流结构,其特征在于:所述等腰三角形顶角为90°~120°。
6.根据权利要求4所述的一种应用于涡轮叶片尾缘半劈缝的三角柱型导流结构,其特征在于:所述三角柱型导流结构(4)在尾缘半劈缝出口的宽度x,是指所述三角柱型导流结构(4)与尾缘半劈缝壁面(3)重叠部分的宽度。
7.根据权利要求4所述的一种应用于涡轮叶片尾缘半劈缝的三角柱型导流结构,其特征在于:所述尾缘半劈缝壁面(3)宽度W为8mm,所述壁面冷却气流出流缝高度D为4mm,所述三角柱型导流结构(4)的顶角为90°,高h为0.8mm,所述三角柱型导流结构(4)在尾缘半劈缝出口的宽度x为6.3mm。
8.一种应用于涡轮叶片尾缘半劈缝的三角柱型导流方法,其采用如权利要求1-7任一项所述的应用于涡轮叶片尾缘半劈缝的三角柱型导流结构,其特征在于:来自涡轮叶片内部通道的冷却气流从冷气入口(8)进入,从冷气出口(7)流出并沿着尾缘半劈缝壁面(3)的表面和尾缘半劈缝下游壁面(5)流动,形成冷却气膜,将来自叶片尾缘压力面(1)的高温主流与壁面隔离,保护尾缘结构不受高温主流侵蚀。
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