高性能涡轴发动机涡轮叶片冷却结构研究

bb20920d · 发表于 2022-5-7 09:27:31

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雅宝题库解析：
涡轴发动机性能不断提高，涡轮前温度也同时提高，涡轮热端部件的热环境越来越恶劣，需要对涡轴发动机的冷却结构进行研究，设计出能够满足参数要求的冷却结构。本课题使用数值模拟方法研究涡轴发动机涡轮叶片的冷却结构，以传统涡轴发动机涡轮叶片的冷却结构为基准，考虑大型发动机的冷却技术，对涡轮导叶和动叶分别采取两种冷却结构，进行对比分析。确定本文的主要研究内容是高性能涡轴发动机涡轮叶片的冷却结构设计完善。与大型发动机相比，涡轴发动机的涡轮转子具有转速高、流量小等特殊之处，因此将对涡轮动叶进行进一步的数值模拟和讨论，并着重讨论旋转速度、冷气流量等因素对涡轮动叶冷却效果的影响。主要内容和结论如下：(1) 本文设计两种冷却结构，直通道冷却结构和微小通道冷却结构，并进行数值模拟。结果表明，微小通道结构能够满足参数设计要求，并且相对于直通道冷却结构在叶片最高温度以及温度均匀性方面有优势。(2) 转速增加时，涡轮转子叶片两种冷却结构的前缘冷却效率均增大，前缘中部冷却效率增加最为明显；叶片中部叶背部分的冷却效率持续提高，叶盆部分变化不大；叶片尾缘叶背部分冷却效率持续提高。(3) 冷气流量降低时，叶片最高温度升高。当冷气降低10%~20%时，两种结构仍能将叶片温度维持在材料极限温度之内。就本文设计参数而言，冷气流量的仍有一定的降低余地，涡轴发动机的性能有进一步提高的可能。

高性能涡轴发动机涡轮叶片冷却结构研究

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