[發明專利]一種應用于渦輪葉片尾緣半劈縫的雙導流肋導流結構

有效

• 申請號: 202011467794.4
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112459852B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 黃維娜;唐潤澤;李海旺;陶智;由儒全
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 北京君有知識產權代理事務所(普通合伙) 11630
• 代理人: 焦麗雅

1.一種應用于渦輪葉片尾緣半劈縫的雙導流肋導流結構，包括葉片尾緣壓力面（1）、葉片尾緣吸力面（6）、尾緣半劈縫壁面（3）、尾緣半劈縫下游壁面（5）、分隔肋（2）、雙導流肋（4），其特征在于：

切除所述葉片尾緣壓力面（1）靠近尾緣處部分壁面，通過所述分隔肋（2）與所述葉片尾緣吸力面（6）一側的壁面連接，所述分隔肋（2）整體位于所述葉片尾緣吸力面（6）一側的壁面的上方，所述分隔肋（2）的一部分位于所述葉片尾緣壓力面（1）一側的壁面下方，所述分隔肋（2）的另一部分向尾緣延伸，所述分隔肋（2）延伸不超過所述葉片尾緣吸力面（6）一側的壁面尾緣部分，所述分隔肋（2）一端、所述葉片尾緣壓力面（1）一側的壁面、所述葉片尾緣吸力面（6）一側的壁面形成了冷氣進口（8），所述分隔肋（2）延伸部分與所述葉片尾緣吸力面（6）一側的壁面形成多個尾緣半劈縫，壁面冷卻氣流從所述冷氣進口（8）進入并在下游的尾緣半劈縫壁面（3）形成冷卻氣膜，所述雙導流肋（4）布置在所述多個尾緣半劈縫下游，所述雙導流肋（4）位于尾緣半劈縫下游壁面（5）的上方。

2.根據權利要求1所述的一種應用于渦輪葉片尾緣半劈縫的雙導流肋導流結構，其特征在于：所述雙導流肋（4）包括多組雙導流肋，對應于每個所述尾緣半劈縫設置一組雙導流肋。

3.根據權利要求2所述的一種應用于渦輪葉片尾緣半劈縫的雙導流肋導流結構，其特征在于：每組所述雙導流肋布置在每個尾緣半劈縫壁面（3）與尾緣半劈縫下游壁面（5）的交界處。

4.根據權利要求3所述的一種應用于渦輪葉片尾緣半劈縫的雙導流肋導流結構，其特征在于：每組雙導流肋由兩個相互對稱的肋片組成，所述每組雙導流肋的開口方向與所述壁面冷卻氣流的流動方向一致。

5.根據權利要求4所述的一種應用于渦輪葉片尾緣半劈縫的雙導流肋導流結構，其特征在于：所述尾緣半劈縫壁面（3）與葉片尾緣壓力面（1）的夾角為0°～15°。

6.根據權利要求4或5所述的一種應用于渦輪葉片尾緣半劈縫的雙導流肋導流結構，其特征在于：所述葉片尾緣壓力面（1）與所述葉片尾緣吸力面（6）之間的壁面冷卻氣流出流縫高度為D，所述雙導流肋（4）的高為h；h/D的比值為0.1～0.2，所述雙導流肋（4）的肋截面寬為k, k/h的比值為0.5～2，每組雙導流肋的兩肋片靠近上游一端的展向距離x與尾緣半劈縫壁面（3）的寬度V的比值為0.6～0.9；相鄰兩組雙導流肋的展向間距y與分隔肋（2）的寬度W的比值為0.1～0.4。

7.根據權利要求4所述的一種應用于渦輪葉片尾緣半劈縫的雙導流肋導流結構，其特征在于：每組雙導流肋的兩個肋片的夾角為90°～120°。

8.根據權利要求6所述的一種應用于渦輪葉片尾緣半劈縫的雙導流肋導流結構，其特征在于：所述尾緣半劈縫壁面（3）的寬度V與分隔肋（2）的寬度W均為8mm，所述壁面冷卻氣流出流縫高度D為4mm，所述雙導流肋（4）的肋高h為0.8mm，所述雙導流肋（4）的肋截面寬k為0.8mm，每組雙導流肋的兩肋片靠近上游一端的展向距離x為2.5mm，兩個肋片的夾角為90°，相鄰兩組雙導流肋的展向間距y為3.5mm。

9.一種應用于渦輪葉片尾緣半劈縫的雙導流肋導流方法，其采用如權利要求1-8任一項所述的應用于渦輪葉片尾緣半劈縫的雙導流肋導流結構，其特征在于：來自渦輪葉片內部通道的冷卻氣流從冷氣入口（8）進入，從冷氣出口（7）流出并沿著尾緣半劈縫壁面（3）的表面和尾緣半劈縫下游壁面（5）流動，形成冷卻氣膜，將來自葉片尾緣壓力面（1）的高溫主流與壁面隔離，保護尾緣結構不受高溫主流侵蝕。