透平叶片双工质冷却特性的实验研究

史晓军; 王维; 高建民; 徐亮; 董俊飞

doi:10.7652/xjtuxb201310014

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

透平叶片双工质冷却特性的实验研究

更新时间：2025-07-09

- 透平叶片双工质冷却特性的实验研究
- Experimental Investigation on Cooling Performance of Binary Cooling Gas Turbine Vane
- 西安交通大学学报 2013年47卷第10期页码：81-86
- 作者机构：
  
  西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安,710049
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 2013-01-17。作者简介: 史晓军(1974—),男,讲师;徐亮(通信作者),男,讲师。基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51276136);教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20120201120039)
- DOI：10.7652/xjtuxb201310014
  中图分类号： TK47
- 网络首发：2013-10-10，
  
  纸质出版：2013
- 稿件说明：
移动端阅览
史晓军, 王维, 高建民, 等. 透平叶片双工质冷却特性的实验研究[J]. 西安交通大学学报, 2013,47(10):81-86.

Experimental Investigation on Cooling Performance of Binary Cooling Gas Turbine Vane[J]. 2013, 47(10): 81-86.
史晓军, 王维, 高建民, 等. 透平叶片双工质冷却特性的实验研究[J]. 西安交通大学学报, 2013,47(10):81-86. DOI： 10.7652/xjtuxb201310014.

Experimental Investigation on Cooling Performance of Binary Cooling Gas Turbine Vane[J]. 2013, 47(10): 81-86. DOI： 10.7652/xjtuxb201310014.

摘要

针对双工质冷却叶片存在尾缘温度较高的问题

提出了一种带尾缘射流孔的双工质冷却叶片。在建立的3叶片叶栅热风洞实验平台上

实验研究了冷却介质进口参数对实验叶片表面温度和冷却效率分布的影响。结果表明:双工质综合冷却下

叶片尾缘温度大幅度下降

叶片表面温度分布较均匀; 当冷却介质与主流燃气的温比T

=0.65、压比P

=1.3、流量比M

=0.034时

叶片尾缘和前缘区域冷却效率分别约为50%和55%

中弦区域的冷却效率高达67%; 与冷却介质进口参数相比

冷却方式和冷却结构对提高叶片冷却效率更有效。

Abstract

A new binary cooling vane with trailing edge ejection of cooling air was proposed to solve the problem of very high thermal load at the trailing edge of a binary cooling turbine vane. The influence of the coolant inlet parameters on the temperature and cooling effectiveness distribution on the experimental vane surface was investigated in the hot wind tunnel with a three-vane cascade. The experimental results show that the thermal load at trailing edge decreased and the surface temperature uniformity improved. When T

=0.65

=1.3

and M

=0.034

the cooling effectiveness of the trailing edge region and leading edge region was 50% and 55%

respectively. The cooling effectiveness of the middle chord region was the highe

st and reached 67%. In addition

the cooling method and structure had more influence on the cooling effectiveness than the inlet conditions of the cooling fluids.

关键词

Keywords

references

NOMOTO H, KONGA A, ITO S, et al. The advanced cooling technology for the 1 500 ℃ class gas turbine: steam-cooled vanes and air-cooled blades [J]. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 1997, 119: 624-632.

FACCHINI B, INNOCENTI L, CARNEVALE E. Evaluation and comparison of different blade cooling solutions to improve cooling efficiency and gas turbine performances [C]∥Proceedings of ASME Turbo Expo 2001. New York, USA: ASME, 2001: 1-10.

JORDAL K, TORISSON T. Comparison of gas turbine cooling with dry air, humidified air and steam [C]∥Proceedings of ASME Turbo Expo 2000. New York, USA: ASME, 2000: 1-8.

徐亮, 税琳棋, 高建民, 等. 透平叶片双工质冷却流量和流向的优化配置 [J]. 西安交通大学学报, 2012, 46(5): 7-12.

XU Liang, SHUI Linqi, GAI Jianmin, et al. Investigation on optimal allocation of mass flow and direction for binary cooling turbine test blades [J]. Journal of Xi'an Jiaotong University, 2012, 46(5): 7-12.

BOHN D, WOLFF A, WOLFF M, et al. Experimental and numerical investigation of a steam-cooled vane [C]∥Proceedings of ASME Turbo Expo 2002: Heat Transfer, Manufacturing Materials and Metallurgy. New York, USA: ASME, 2002: 477-484.

WANG Wei, GAO Jianmin, SHI Xiaojun, et al. Experimental study on comparison of cooling effectiveness between steam and air for a gas turbine nozzle guide vane [C]∥Proceedings of ASME Turbo Expo 2012. New York, USA: ASME, 2012: 1-9.[7] KLINE S J, MCCLINTOCK F A. Describing uncertainties in single-sample experiments [J]. Mechanical Engineering, 1953, 75: 3-8.

孙皖,马斌,牛璐,等.低温透平膨胀机内平衡凝结两相流动的数值模拟.2013,47(7):36-39.[doi:10.7652/xjtuxb2013 07007]

李红才,朱惠人,任战鹏,等.短周期风洞上动叶表面压力和换热测量.2013,47(3):114-119.[doi:10.7652/xjtuxb2013 03021]

孙皓,宋立明,李军,等.小展弦比叶栅非轴对称端壁造型及气动性能的数值研究.2012,46(11):6-11.[doi:10.7652/xjtuxb201211002]

张宗卫,朱惠人,刘聪,等.全气膜冷却叶片表面换热系数和冷却效率研究.2012,46(7):103-107.[doi:10.7652/xjtuxb 201207019]

潘家成,徐亮,高建民,等.轴向间距对二次水滴运动特性及沉积规律的影响.2012,46(7):1-6.[doi:10.7652/xjtuxb 201207001]

徐亮,税琳棋,高建民,等.透平叶片双工质冷却流量和流向的优化配置.2012,46(5):7-12. [doi:10.7652/xjtuxb 201205002]

吴君,张荻,马丹丹,等.利用三维接触有限元法的透平叶片枞树型叶根轮缘优化.2012,46(5):25-31. [doi:10.7652/xjtuxb201205005]

叶冬挺,张荻,蓝吉兵,等.合成射流控制下低压高负荷透平叶片边界层分离大涡模拟.2011,45(3):58-64. [doi:10.7652/xjtuxb201103011]

刘小民,周海洋,王星,等.低压透平叶片表面合成射流非定常流动控制机理研究.2011,45(3):95-101. [doi:10.7652/xjtuxb201103018]

刘钊,丰镇平,宋立明.实际叶片前缘冲击冷却流动和换热的数值研究.2011,45(1):5-9. [doi:10.7652/xjtuxb2011 01002]

钟杰,郭成,岳朋,等.43″汽轮机叶片材料热变形行为及制坯工艺参数优化.2011,45(1):94-98. [doi:10.7652/xjtuxb 201101019]

刘小民,周海洋.低压透平叶片流动分离主动控制的数值研究.2010,44(9):21-26.[doi:10.7652/xjtuxb201009005]

蓝吉兵,谢永慧,张荻.采用球窝控制边界层分离流动的大涡模拟.2010,44(9):27-32.[doi:10.7652/xjtuxb201009006]

孙皓,薛志恒,李军,等.低雷诺数对透平叶片间隙泄漏流动影响的研究.2010,44(3):11-15. [doi:10.7652/xjtuxb2010 03003]

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

隔板位置对凹槽叶顶传热和冷却性能的影响

前缘倒角造型对叶片端区气热性能影响的研究

透平级带压力侧小翼凹槽叶顶的传热与气膜冷却性能研究

压力侧冷却流对凹槽叶顶气膜冷却与传热性能的影响

面向燃气轮机氨氢融合燃料的氨催化裂解研究