[发明专利]一种带水滴形扰流柱和梯形导流体的网格缝冷却结构

摘要

本发明公开了一种带水滴形扰流柱和梯形导流体的网格缝冷却结构，涉及燃气轮机冷却技术；该结构通过在二维缝中布设系列的水滴形扰流柱，并在出口处设置导流斜面以及在斜面上有规律地布置梯形导流体而成。冷却结构包括进气腔、唇板、底板、水滴形扰流柱、唇板导流斜面、底板导流斜面、梯形导流体。其中，水滴形扰流柱阵列可减弱扰流柱后的流动分离和回流涡，减小流动阻力；水滴形扰流柱的尾部进行倒圆处理，以缓解应力集中引起的结构强度问题。唇板导流斜面和底板导流斜面形成的倾斜出气通道降低气流的法向动量，使气流更易贴附壁面形成气体保护膜；梯形导流体可分流网格缝出口的气体，改善气流在壁面分布的均匀性；提高冷却效果。

主权项

1.一种带水滴形扰流柱和梯形导流体的网格缝冷却结构，包括进气腔、唇板、底板、唇板导流斜面、底板导流斜面、水滴形扰流柱和梯形导流体，唇板为燃气侧，底板为冷气侧，唇板与底板共同形成冷气通道缝，唇板与底板之间的水滴形扰流柱用来导流和强化结构；唇板导流斜面与底板导流斜面形成出口通道，使得冷气在下游形成气膜覆盖，梯形导流体分流冷气使气膜覆盖均匀，其特征在于:在冷气通道缝中设有水滴形扰流柱阵列和在底板导流斜面上设置有梯形导流体，所述水滴形扰流柱由圆柱和两个对称的平面组合而成，两个平面与圆弧部分相切，该圆弧的直径D取值范围为0.5～2.0mm，两个侧面之间的夹角γ取值范围为30～120°，夹角的尖锐部位进行倒圆处理，用以降低应力和改善流动状况；水滴形扰流柱的横向间距P取值范围为1.5D～3D，水滴形扰流柱的流向间距S取值范围为1.5D～3D，水滴形扰流柱末端与底板导流斜面起始处之间距离V，取值范围为0.2～1.0mm；所述梯形导流体的底部宽度M，取值范围为1D～2D，梯形导流体的顶部宽度N，取值范围为0.3D～D；所述进气腔的宽度W取值范围为0.8～3.0mm，冷气通道缝的高度H取值范围为0.5～1.5mm，唇板的厚度L取值范围为0.5～1.5mm，唇板导流斜面与竖直方向的夹角α，取值范围为30～60°，梯形导流体斜面和主流方向之间夹角θ，取值范围为30～60°，底板导流斜面与水平方向之间夹角β，取值范围为15～45°。