[實(shí)用新型]一種變高度擾流肋及應(yīng)用其的渦輪冷卻葉片及飛機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520729207.2
• 申請(qǐng)日: 2015-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204941611U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂東;王雷;李泳凡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): F01D5/18
• 分類(lèi)號(hào): F01D5/18
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 周良玉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種變高度擾流肋及應(yīng)用其的渦輪冷卻葉片及飛機(jī)。

背景技術(shù)

在渦輪冷卻葉片的內(nèi)部冷卻通道內(nèi)增加肋狀結(jié)構(gòu)用于強(qiáng)化換熱是目前常用的渦輪冷卻葉片設(shè)計(jì)技術(shù)，可以在同樣冷卻氣用量的情況下提高冷卻效果，降低葉片的使用溫度，同時(shí)延長(zhǎng)使用壽命。目前的擾流肋均采用等高度設(shè)計(jì)，即對(duì)于一條擾流肋來(lái)說(shuō)，其各位置上相對(duì)通道壁面突起的高度均相同。等高度擾流肋會(huì)導(dǎo)致冷氣通道內(nèi)狹窄區(qū)域冷氣流量密度偏低進(jìn)而影響冷卻效果的問(wèn)題。典型的氣冷葉片結(jié)構(gòu)如圖2所示，在其內(nèi)部通過(guò)隔墻5等分割出一系列冷氣通道,并在其中的葉背2側(cè)和葉盆3側(cè)布置有等高度擾流肋，該肋頂部距葉片通道內(nèi)壁的距離沿葉片型面均勻，在其起到強(qiáng)化冷卻作用的同時(shí)，也改變了通道內(nèi)不同位置處的冷氣流量密度(單位流通面積上氣流流量)。對(duì)于葉片的前緣等狹窄區(qū)域，由于擾流肋的高度相對(duì)于通道截面來(lái)說(shuō)所占比例要大于寬闊區(qū)域，因此流動(dòng)阻力較大，使得冷卻氣在此區(qū)域流量密度減小，削弱了冷卻，而如前緣又是燃?xì)鈱?duì)葉片沖刷和加熱集中的區(qū)域，將會(huì)導(dǎo)致該區(qū)域的冷卻相對(duì)不足，降低了葉片的使用壽命，并且增加了的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的危險(xiǎn)。

現(xiàn)在亟需解決的問(wèn)題是如何設(shè)計(jì)一種擾流肋來(lái)解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，以便更好地應(yīng)用到渦輪冷卻葉片及飛機(jī)上。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的第一目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種變高度擾流肋。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種變高度擾流肋，用于渦輪冷卻葉片中強(qiáng)化換熱，其特征在于，擾流肋設(shè)置于渦輪冷卻葉片的內(nèi)部，并且貼合渦輪冷卻葉片，擾流肋相對(duì)于渦輪冷卻葉片內(nèi)壁的高度為預(yù)定設(shè)置的。

上述方案中優(yōu)選的是，擾流肋的高度根據(jù)冷氣通道高度的變化而變化，定義：擾流肋的高度為H，渦輪葉片內(nèi)冷氣通道的高度為D，其中，所述擾流肋與冷氣通道的比值，即H/D的值不變。

上述任一方案中優(yōu)選的是，同一渦輪冷卻葉片內(nèi)擾流肋的高度與冷氣通道高度的比值H/D取值為20％～50％中的任意一特定值。

上述任一方案中優(yōu)選的是，同一渦輪冷卻葉片內(nèi)擾流肋的高度與冷氣通道的高度的比值H/D取值為20％～50％中的任意一特定值，且渦輪葉片的前緣區(qū)域內(nèi)壁處的擾流肋的高度為0。

本實(shí)用新型的第二目的在于提供一種渦輪冷卻葉片。

本實(shí)用新型的第二目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：本實(shí)用新型所提供的渦輪冷卻葉片的內(nèi)壁設(shè)置有擾流肋，其中，擾流肋為上述任一方案中所述的變高度擾流肋。

本實(shí)用新型的第三目的在于提供一種飛機(jī)。

本實(shí)用新型的第三目的通過(guò)如下方案實(shí)現(xiàn)：一種飛機(jī)，具有渦輪冷卻葉片，其中，所述渦輪冷卻葉片為上述任一方案中所述的渦輪冷卻葉片。

本實(shí)用新型所提供的變高度擾流肋的有益效果在于，有效減小渦輪冷卻葉片前緣等狹窄區(qū)域的流動(dòng)阻力，提高冷卻氣的流量密度，起到強(qiáng)化冷卻的作用，并且更加符合燃?xì)鈱?duì)葉片的加熱情況結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。具有變高度擾流肋的渦輪冷卻葉片，提高了冷卻效果，制造方便，裝置穩(wěn)定性高，安全可靠，延長(zhǎng)了使用壽命。具有變高度擾流肋的渦輪冷卻葉片的飛機(jī)，提高了飛機(jī)的使用安全。

附圖說(shuō)明

圖1是渦輪冷卻葉片的結(jié)構(gòu)示意圖，其中包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)；

圖2是圖1的A-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖，其中擾流肋為現(xiàn)有技術(shù)中的等高度擾流肋；

圖3是圖1的A-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖，其中擾流肋為本實(shí)用新型提供的變高度擾流肋；

圖4是渦輪冷卻葉片通過(guò)調(diào)整擾流肋高度來(lái)改善冷卻效果的原理圖。

附圖標(biāo)記：

1-前緣、2-葉背、3-葉盆、4-等高度擾流肋、5-隔墻、6-冷氣通道、7-變高度擾流肋。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解按照本實(shí)用新型方案的一種變高度擾流肋及應(yīng)用其的渦輪冷卻葉片及飛機(jī)，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。