[发明专利]一种多部位联合调节的燃机叶片中弦冷却结构及控制方法

权利要求书

1.一种多部位联合调节的燃机叶片中弦冷却结构，其特征在于，包括叶片本体和叶片盖板；

叶片本体顶部布置有顶部出流孔A和顶部出流孔B，叶片本体内部设置有空腔结构，该空腔结构由通道隔板阻隔为冷却工质通道，冷却工质通道为多流程通道，当为三流程蛇形冷却通道，运行时冷却工质从叶片本体底部流入，经过第一列通道后达到第一转弯区域，部分冷却工质从顶部出流孔A流出，其余工质分别经过第二列通道、第二转弯区域和第三列通道后从顶部出流孔B流出；在第一列通道和第二列通道之间的通道隔板布置有连接桥A、连接桥B和连接桥C，在第二列通道和第三列通道之间的通道隔板布置有连接桥D、连接桥E和连接桥F；在第一转弯区域布置有导叶A，在第二转弯区域布置有导叶B；在第一列通道、第二列通道和第三列通道表面，以及叶片盖板对应三列通道的内表面布置有扰流结构，且扰流结构为肋、球窝和球凸通道表面强化换热结构。

2.根据权利要求1所述的一种多部位联合调节的燃机叶片中弦冷却结构，其特征在于，叶片本体和叶片盖板连接处布置有多级阶梯结构。

3.根据权利要求1所述的一种多部位联合调节的燃机叶片中弦冷却结构，其特征在于，叶片本体表面布置有多个螺纹孔，叶片盖板表面布置有多个通孔，组装时将沉头螺钉穿过叶片盖板上的通孔并拧入叶片本体表面螺纹孔，以实现叶片本体与叶片盖板相连。

4.根据权利要求1所述的一种多部位联合调节的燃机叶片中弦冷却结构，其特征在于，在叶片内部布置第一电极片-第三十一电极片和第一耐高温低热阻柔性电敏层-第六耐高温低热阻柔性电敏层。

5.根据权利要求4所述的一种多部位联合调节的燃机叶片中弦冷却结构，其特征在于，顶部出流孔A和顶部出流孔B内部分别布置有第一耐高温低热阻柔性电敏层和第二耐高温低热阻柔性电敏层，第一耐高温低热阻柔性电敏层与叶片本体之间间隔布置有第一电极片-第四电极片，顶部出流孔B内部第二耐高温低热阻柔性电敏层与叶片本体之间间隔布置有第五电极片-第八电极片。

6.根据权利要求4所述的一种多部位联合调节的燃机叶片中弦冷却结构，其特征在于，导叶A和导叶B表面布置均有第三耐高温低热阻柔性电敏层，导叶A表面和第三耐高温低热阻柔性电敏层之间间隔布置有第九电极片-第二十电极片。

7.根据权利要求4所述的一种多部位联合调节的燃机叶片中弦冷却结构，其特征在于，通道隔板的连接桥A、连接桥B、连接桥C、连接桥D、连接桥E和连接桥F表面均布置有第四耐高温低热阻柔性电敏层，在连接桥D表面和第四耐高温低热阻柔性电敏层之间布置有第二十一电极片-第二十四电极片。

8.根据权利要求4所述的一种多部位联合调节的燃机叶片中弦冷却结构，其特征在于，第一列通道、第二列通道和第三列通道表面，以及叶片盖板对应三列通道的内表面均布置有扰流结构；在每一个扰流结构表面均布置有第五耐高温低热阻柔性电敏层，在扰流结构表面和第五耐高温低热阻柔性电敏层间均布置有第二十二五电极片第二十八电极片。

9.根据权利要求4所述的一种多部位联合调节的燃机叶片中弦冷却结构，其特征在于，第一转弯区域和第二转弯区域外侧壁面圆角处均布置有第六耐高温低热阻柔性电敏层，外侧圆角壁面和第六耐高温低热阻柔性电敏层之间均布置有第二十九电极片-第三十一电极片。

10.权利要求1至9中任一项所述的一种多部位联合调节的燃机叶片中弦冷却结构的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据叶片冷却需求，比例调节顶部出流孔A和顶部出流孔B的总出流面积，批量调节扰流结构的形状，实现冷却气体的流量快速粗调和通道阻力的快速匹配；

2)根据第一列通道、第二列通道和第三列通道的通道平均温差，调节顶部出流孔A和顶部出流孔B的面积比，实现通道间的配气快速粗调；

3)根据相邻通道间的流动状态，调节连接桥A、连接桥B、连接桥C、连接桥D、连接桥E和连接桥F的开度，消除各通道中明显的流动分离，实现通道间的流动精准细调；

4)根据第一转弯区域和第二转弯区域前后位置的流动状态，以及顶部位置的冷却需求，调节导叶A和导叶B的厚度和型线，联合调节第一转弯区域外侧第一圆角，第一转弯区域外侧第二圆角、第二转弯区域外侧第一圆角和第二转弯区域外侧第二圆角的转弯曲率，消除转弯区域前后的流动分离，改变顶部区域的传热性能，实现转弯区域的流动精准细调和冷却精准细调；

5)根据叶片压力面和吸力面的平均温差，调节连接桥A、连接桥B、连接桥C、连接桥D、连接桥E和连接桥F的通流截面形状，改变冷却气体沿叶片厚度方向的偏移状态，实现压力面和吸力面的冷却快速粗调；

6)根据叶片中弦区域仍旧存在的局部高温，调节对应区域的扰流结构的形状，增强局部换热能力，实现叶片高温区的局部精准细调。