[發明專利]一種渦輪氣冷葉片溫度場快速評估方法

有效

• 申請號: 202110394939.0
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN112983560B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 左可軍;金云峰;呂博文;吳向宇;蘇航;聶東冰
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F01D21/00;F01D25/00;G06F30/20
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

1.一種渦輪氣冷葉片溫度場快速評估方法，其特征在于，包括：

步驟一、構建帶有隔熱涂層的渦輪氣冷葉片導熱模型，包括：

綜合冷效θ為：

氣膜冷卻有效性η為：

葉片畢渦數Bi_m為：

涂層畢渦數Bi_t為：

由一維導熱原理，可得綜合冷效θ為：

其中，δ1為涂層厚度，λ1為涂層導熱系數，δ2為金屬壁厚度，λ2為金屬壁導熱系數，T_g為燃氣溫度，T_ce為冷氣溫度，T_w2為葉片外表面壁溫，Ta_w為葉片絕熱壁溫，h_g為燃氣側對流換熱系數，h_c為冷氣側對流換熱系數；

步驟二、對綜合冷效θ進行解耦，獲取表征外部冷卻影響的第一函數以及表征內部冷卻影響的第二函數，并將所述第一函數與所述第二函數通過共用橫坐標x進行關聯，其中，

所述第一函數為：

f1(θ,η,x)＝0

所述第二函數為：

f2(Bi_m,Bi_t,h_g/h_c,x)＝0；

步驟三、分別對所述第一函數、所述第二函數通過等值線求交點進行求解，并通過共用的橫坐標x對所述第一函數以及所述第二函數進行耦合求解；

步驟四、求解葉片外表面壁溫T_w2：

T_w2＝T_g-θ*(T_g-T_ce)；

步驟一中，

由：

可得：

由：

可得：

因此，有：

設通過壁面的熱流密度為q，由一維導熱原理可得：

代入綜合冷效θ，可得：

步驟二中，

構建的共用橫坐標x的表達式為：

則所述第一函數為：

θ-η+(η-1)*x＝0

所述第二函數為：

步驟二中，將所述第一函數與所述第二函數通過共用橫坐標x關聯到同一二維平面上；

所述第一函數在二維平面的上半區進行顯示，所述第二函數在二維平面的下半區進行顯示。