[发明专利]一种涡轮动叶吸力面的复合角气膜孔布局结构

摘要

本发明公开了一种针对涡轮动叶吸力面的复合角气膜孔布局结构，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，区别于单纯针对叶片中部流动稳定区域的气膜孔设计，考虑到旋转状态下涡轮叶片吸力面不同部位气膜出流会发生不同程度偏转，对叶根到叶尖的气膜孔布置分别进行了精细化复合角设计，将涡轮动叶吸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，每个所述叶片区分别设置不同的复合角气膜孔，克服了气膜出流在指向叶尖的哥氏力、离心浮升力以及通道二次流的影响下而向叶根偏转，从而不利于气膜附壁的技术问题，提高了气膜覆盖和冷却效率。

主权项

1.一种涡轮动叶吸力面的复合角气膜孔布局结构，适用于航空发动机或地面燃气轮机，所述涡轮动叶包括叶根、叶尖、前缘和尾缘，涡轮动叶的吸力面沿叶根至叶尖整个展向区域靠近叶片前缘设置有两排平行布置的复合角气膜孔，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，所述涡轮动叶吸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，其中，气膜复合角定义如下：在垂直叶片的横截面上，气膜孔中心线与涡轮动叶表面过该气膜孔中心的切向平面成一定的夹角，同时，在展向上，气膜孔中心线与流线方向形成一定的夹角，最终形成复合角，指向叶尖为负，指向叶根为正；叶根区，气膜复合角α1指向叶尖，取值‑(25～40°)；叶根‑叶中过渡区，气膜复合角β1指向叶尖，β1介于α1和α2之间，取值‑(15～30°)，保证气膜出流由叶根区逐渐向叶中区过渡；叶中区，气膜复合角α2指向叶尖，取值‑(5～15°)；叶中‑叶尖过渡区，气膜复合角γ1指向叶尖，γ1介于α2和α3之间，取值‑(20～35°)，保证气膜出流由叶中区逐渐向叶尖区过渡；叶尖区，气膜复合角α3指向叶尖，取值‑(30～45°)。