[發(fā)明專利]一種具有內(nèi)部微通道的燃?xì)馔钙嚼鋮s葉片

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110991406.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113605992A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖俊峰;于飛龍;高松;李園園;段靜瑤;劉戰(zhàn)勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華能?chē)?guó)際電力股份有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號(hào): F01D5/18
• 分類號(hào): F01D5/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發(fā)明公開(kāi)了一種具有內(nèi)部微通道的燃?xì)馔钙嚼鋮s葉片，包括葉身、葉根平臺(tái)、冷卻腔室、隔板通道、擾流肋內(nèi)通道及氣流出流結(jié)構(gòu)等。本發(fā)明所述的新型冷卻結(jié)構(gòu)，增加了隔板和擾流肋位置的局部冷卻強(qiáng)化，使葉片表面溫度更加均勻，進(jìn)一步降低葉片表面局部溫度梯度，同時(shí)，縱向匯集通道向葉頂輸送冷卻氣流，可降低葉頂溫度，減弱葉頂泄漏流動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片，具體涉及一種具有內(nèi)部微通道的燃?xì)馔钙嚼鋮s葉片。

背景技術(shù)

擾流器強(qiáng)化換熱是通過(guò)壁面的擾流器擾動(dòng)已經(jīng)充分發(fā)展的邊界層，進(jìn)而減小熱邊界層厚度增加對(duì)流換熱系數(shù)。擾流肋片是強(qiáng)化換熱中最經(jīng)典的一種擾流結(jié)構(gòu)，肋片擾流器不僅增加了葉片冷卻通道的有效換熱面積，而且還引起了通道內(nèi)部不同區(qū)域流體的強(qiáng)烈摻混，擾動(dòng)邊界層的發(fā)展從而提高換熱效果。通道內(nèi)安置肋片可以增強(qiáng)換熱效率，但是同時(shí)隨著肋片的插入冷氣流動(dòng)阻力也同時(shí)增大，發(fā)展新型的具有更好綜合冷卻和流動(dòng)特性的擾流肋結(jié)構(gòu)具有重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種具有內(nèi)部微通道的燃?xì)馔钙嚼鋮s葉片，該葉片在從葉根下部進(jìn)氣口進(jìn)入的冷卻氣流流經(jīng)大致位于葉根平臺(tái)位置時(shí)，通過(guò)在中間隔板壁開(kāi)進(jìn)氣口，同時(shí)，建立隔板和擾流肋中的冷卻通道的方式，使一部分冷卻氣流經(jīng)位于壓力面和吸力面的擾流肋內(nèi)部，改善擾流肋和隔板處的冷卻效果。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種具有內(nèi)部微通道的燃?xì)馔钙嚼鋮s葉片，包括一體化成型的葉身和葉根平臺(tái)，葉身的內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)部冷卻腔室，冷卻腔室由葉身的壓力面和吸力面，以及前緣和尾緣圍設(shè)而成，且在前緣上開(kāi)設(shè)有若干前緣氣膜冷卻孔，在尾緣上開(kāi)設(shè)有若干尾緣出氣孔，葉身的頂部設(shè)置有頂板，頂板上開(kāi)設(shè)有若干葉頂氣膜冷卻孔；

葉身壓力面的內(nèi)表面和吸力面的內(nèi)表面之間通過(guò)若干縱向間隔設(shè)置的隔板相連，且設(shè)置在冷卻腔室內(nèi)部的第一隔板將葉根平臺(tái)下部的進(jìn)氣口分成依據(jù)葉片底部進(jìn)氣口數(shù)量設(shè)置的若干部分；第一隔板與前緣和尾緣間設(shè)置有限定氣流流道面積和行走路徑的其他隔板；最前側(cè)隔板上設(shè)置有沖擊孔，氣流通過(guò)沖擊孔進(jìn)入最前緣腔室，再通過(guò)前緣氣膜孔進(jìn)入主流；

第一隔板內(nèi)部設(shè)置有向前緣方向輸送冷卻介質(zhì)的第一隔板通道和向尾緣輸送冷卻介質(zhì)的第二隔板通道；

相鄰兩個(gè)隔板之間以及最右側(cè)隔板與尾緣之間的葉身壓力面的內(nèi)表面和吸力面的內(nèi)表面上均設(shè)置有若干平行布置的擾流肋；擾流肋內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，肋中通道與隔板通道為聯(lián)通結(jié)構(gòu)，除第一隔板外的其他隔板設(shè)置有用于連接隔板兩側(cè)擾流肋內(nèi)通道的第三隔板通道；擾流肋內(nèi)部氣流在經(jīng)過(guò)靠近前緣方向最后一排擾流肋后，進(jìn)入自下而上設(shè)置的縱向氣流匯集通道，從葉頂進(jìn)入主流；在經(jīng)過(guò)靠近尾緣方向最后一排擾流肋后，進(jìn)入自下而上設(shè)置的縱向氣流匯集通道，從葉頂進(jìn)入主流。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，氣流通過(guò)與氣流方向夾角為銳角的第一孔入口和第二孔入口進(jìn)入第一隔板通道和第二隔板通道。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，擾流肋為與氣流流動(dòng)方向具有設(shè)定夾角的肋片，該夾角的范圍為30°～45°。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，擾流肋為W形肋。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，擾流肋為V形肋。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，擾流肋為間斷的V形肋。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，擾流肋沿肋高方向依據(jù)拔模方向設(shè)立，且在與葉片內(nèi)壁面連接處倒圓角，在擾流肋頂部倒圓角。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，工作時(shí)，冷卻氣流自葉根下部進(jìn)氣口進(jìn)入后，在葉根平臺(tái)高度附近，通過(guò)縱向設(shè)置的中間隔板內(nèi)部通道，將部分氣流輸送至葉片頂部，通過(guò)與之相連的擾流肋內(nèi)通道分別向前緣和尾緣方向擴(kuò)散，構(gòu)成了對(duì)隔板和擾流肋附近的再次冷卻。

本發(fā)明至少具有如下有益的技術(shù)效果：