[发明专利]一种涡轮动叶压力面及顶部复合角气膜孔布局结构

摘要

本发明公开了一种涡轮动叶压力面及顶部的复合角气膜孔布置结构，适用于航空发动机或地面燃气轮机，涉及航空发动机涡轮叶片冷却领域，针对旋转状态下叶片压力面从叶根到叶尖及顶部的气膜出流会发生不同程度偏转，进行了详细的分区域复合角设计，将涡轮动叶压力面从叶根至叶尖划分为叶根区、叶根‑叶中过渡区、叶中区、叶中‑叶尖过渡区、叶尖区等5个不同的叶片区，并考虑叶片顶部，对每个所述叶片区分别设置不同的复合角气膜孔，克服了压力面气膜出流在指向叶根的哥氏力、指向叶尖的离心浮升力以及通道二次流的影响下而向叶尖偏转以及顶部间隙泄漏流引起的偏转，从而不利于气膜附壁的技术问题，气膜覆盖更均匀，提高了冷却效率。

主权项

1.一种涡轮动叶压力面及顶部的复合角气膜孔布局结构，适用于航空发动机涡轮动叶，所述涡轮动叶包括叶根、叶尖、前缘和尾缘，涡轮动叶的压力面沿叶根至叶尖整个展向区域设置有若干列平行布置的复合角气膜孔，涡轮动叶顶部依据从前缘到尾缘的顺序设置有一排复合角气膜孔，各所述复合角气膜孔与涡轮动叶内部的冷却气流腔连通，其特征在于，/n所述涡轮动叶压力面从叶根至叶尖划分为5个叶片区，依次为叶根区、叶根-叶中过渡区、叶中区、叶中-叶尖过渡区、叶尖区，每个所述叶片区分别设置不同的复合角气膜孔，/n其中，所述复合角气膜孔的气膜复合角定义如下：首先在垂直叶片的横截面上，气膜孔中心线与叶片表面过该孔中心的切向平面形成一定的夹角，且在展向上，气膜孔中心线与垂直叶片的横截面具有一定的夹角，指向叶尖为负，指向叶根为正，最终形成气膜复合角；/n叶根区，气膜孔中心线在展向上与叶片垂直截面的夹角α1指向叶根，取值30～45°；/n叶根-叶中过渡区，气膜孔中心线在展向上与叶片垂直截面的夹角β1指向叶根，β1介于α1和α2之间，取值20～40°，保证气膜出流由叶根区逐渐向叶中区过渡；/n叶中区，气膜孔中心线在展向上与叶片垂直截面的夹角α2指向叶根，取值15～30°；/n叶中-叶尖过渡区，气膜孔中心线在展向上与叶片垂直截面的夹角γ1指向叶根，γ1介于α2和α3之间，取值30～50°，保证气膜出流由叶中区逐渐向叶尖区过渡；/n叶尖区，气膜孔中心线在展向上与叶片垂直截面的夹角α3指向叶根，取值40～60°；/n所述涡轮动叶顶部靠近压力面侧设置一排复合角气膜孔。/n