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公开(公告)号：CN110486099A
公开(公告)日：2019-11-22
申请号：CN201910659977.7
申请日：2019-07-22
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种高温热管涡轮叶片热防护结构，由高温热管、散热翅片和外涵道组成。在高温热管的冷凝段置有散热翅片用来增强散热能力，使得热量能及时导出到外涵道中。该结构利用高温热管良好的导热性能来均匀叶片表面的温度分布，同时使得叶片表面维持在较低温度。当高温热管工作时，介质在蒸发段即涡轮叶片中蒸发，不断变成蒸汽，蒸汽通过蒸汽腔流向冷凝段。在热管的冷凝段伸入到发动机外涵道进行冷却，使介质凝结成液体并释放热量，冷凝液在吸液芯毛细力作用下流回到蒸发段。蒸发段沿蒸汽流向不断有蒸汽补充；实现热量快速转移导出，有效地降低涡轮导向器叶片工作温度，同时叶片表面温度更均匀，保证涡轮叶片安全工作。
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公开(公告)号：CN106593541B
公开(公告)日：2018-12-25
申请号：CN201611010126.2
申请日：2016-11-17
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明为一种强化冲击传热装置，包括射流板面、射流孔、靶面。在靶面和射流板面相对的平面上设有凹槽；射流板面上开有射流孔，且射流孔为通孔；射流孔的轴线和凹槽的轴线相互不重合。基于射流通过凹坑下游壁面的加速能够激发涡旋，而强有力的涡旋可以加快对流换热带走壁面热量速率的原理，本发明改变了原有射流的冲击方式，设计了一种射流从侧面冲击凹坑的新型冲击装置。经过多种工况下的数值模拟计算和验证，侧面冲击凹坑在冲击雷诺数Re较大、使用浅凹坑和较大的冲击间距下，能够产生比现有冲击方式更强的换热效果。
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公开(公告)号：CN113107604B
公开(公告)日：2023-05-26
申请号：CN202110391294.5
申请日：2021-04-13
Applicant: 西北工业大学 , 中国航发四川燃气涡轮研究院
Abstract: 本发明提出了一种带有凹槽喷淋前缘冷却的高压涡轮导叶结构，包括叶片前缘吸力面、叶片前缘压力面；叶片前缘几何驻点出具有沿叶高方向的凹槽结构，凹槽结构宽度方向两侧与叶片前缘吸力面以及叶片前缘压力面通过倒圆面过渡；在凹槽结构内以及凹槽结构宽度方向两侧的叶片前缘吸力面以及叶片前缘压力面上布置有喷淋冷却结构；喷淋冷却结构为沿叶高方向排列的多排气膜孔。本发明将凹槽应用于叶片前缘，一方面带来更加均匀的气膜覆盖效果，并降低前缘外表面的换热强度，延长叶片使用寿命；另一方面凹槽结构需要削除少部分叶片，符合航空发动机各部件的减重要求。采用本发明的带有凹槽喷淋前缘冷却的高压涡轮导叶结构可以实现更佳更为均匀的冷却效率。
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公开(公告)号：CN115790245A
公开(公告)日：2023-03-14
申请号：CN202211227425.7
申请日：2022-10-09
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明一种波纹板冷却装置及应用，属于航空发动机领域；包括冷侧波纹板、热侧波纹板和中空扰流柱，所述冷侧波纹板位于冷气通道一侧，所述热侧波纹板位于高温燃气通道一侧；两层波纹板错位设置，即波峰对应波谷；两层波纹板之间形成截面积周期性变化的葫芦形中间通道；所述冷侧波纹板和热侧波纹板之间设置有若干中空扰流柱，通过中空扰流柱内的中空孔将冷气通道与高温燃气通道连通，且中空扰流柱与冷侧波纹板的波谷、热侧波纹板的波峰连接。本发明采用双层波纹板结合中空扰流柱的冷却结构，充分利用了内部对流冷却和波纹板的各方面优势。
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公开(公告)号：CN115783274A
公开(公告)日：2023-03-14
申请号：CN202211227195.4
申请日：2022-10-09
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明一种气膜加内部扰流的冷却装置及应用，属于航空发动机领域；包括冷侧平板、热侧平板和中空扰流柱，所述冷侧平板位于冷气通道一侧，所述热侧平板位于高温燃气通道一侧；所述冷侧平板和热侧平板之间设置有若干中空扰流柱，通过中空扰流柱的中空孔将冷气通道与高温燃气通道连通，两层平板之间形成含有中空扰流柱的中间通道。本发明利用了中空孔流阻小，易于出流的特点，可避免燃气发生倒灌，同时，利用了倾斜中空扰流柱内部扰流流阻小，外部气膜贴附好的优点。该结构适用于需要高冷却效率但易发生燃气倒灌的区域，例如高温喷管壁面。经过数值验证，使用该结构，能比现有冲击+气膜双层壁结构具有更好的冷却效果，更小的流动阻力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112178691B
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202011159378.8
申请日：2020-10-27
Applicant: 西北工业大学
IPC: F23R3/00
Abstract: 本发明一种带气膜孔双曲扰流柱的双层壁冷却结构，属于燃气涡轮发动机领域；包括气膜孔板、冲击孔板以及设置于两板之间的若干带气膜孔双曲扰流柱，形成双层壁冷却结构；冲击孔位于冲击孔板上，其轴向垂直于冲击孔板；气膜孔位于气膜孔板上，其轴向与涵道气流方向成20‑90°倾角；冲击孔和气膜孔沿气流方向呈周期性交错排列；带气膜孔双曲扰流柱为带有双曲扰流柱内气膜孔；使得冷却气流通过双曲扰流柱内气膜孔从冷气涵道一侧通入到燃气涵道一侧。相比传统结构，冷气的贴敷效果更好，沿程冷效大幅度提高。
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公开(公告)号：CN112177680B
公开(公告)日：2022-05-10
申请号：CN202011147402.6
申请日：2020-10-23
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/14
Abstract: 本发明公开了一种带有减阻凹坑阵列的高压涡轮叶片结构，在涡轮叶片吸力面上布置两排减阻凹坑阵列；其中中弦减阻凹坑阵列位于叶片吸力面中弦附近区域，尾缘减阻凹坑阵列位于叶片吸力面尾缘附近区域。带有减阻凹坑阵列的高压涡轮叶片结构可使高速气流通过中弦减阻凹坑阵列和尾缘减阻凹坑阵列后能有效贴附在叶片尾缘，减小涡轮级的流动损失。中弦减阻凹坑阵列和尾缘减阻凹坑阵列能有效改善涡轮叶片尾缘区域的流动特性，提高涡轮级效率，从而减小发动机油耗。中弦减阻凹坑阵列和尾缘减阻凹坑阵列能控制边界层中的微小扰动，增加叶片尾缘附近的边界层厚度，降低下游涡轮叶片前缘部分换热系数，提高了涡轮叶片使用寿命。
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公开(公告)号：CN112178692B
公开(公告)日：2022-04-19
申请号：CN202011159453.0
申请日：2020-10-27
Applicant: 西北工业大学
IPC: F23R3/00
Abstract: 本发明一种带L型冲击孔板的纵向波纹冷却结构，属于航空发动机燃烧室的冷却技术领域；包括波纹气膜孔板和L型冲击孔板，所述波纹气膜孔板为圆筒波纹管结构，作为加力燃烧室内壁，其内为主燃气涵道，L型冲击孔板的两端分别焊接于波纹气膜孔板的相邻波谷上；波纹气膜孔板的波纹包括迎风面和背风面，迎风面沿轴向均布2‑3排气膜孔，背风面沿轴向均布3‑4排气膜孔；L型冲击孔板垂直于波纹气膜孔板轴向的一侧板面为扰流柱，高度为H，其平行于波纹气膜孔板轴向的板面上开有多排冲击孔。其结构可在两方面强化换热：冷气涵道的L型冲击孔板上的L型肋扰流增加换热；冷气经冲击孔通过冲击对流换热方式带走波纹气膜板的冷量，冲击换热可以形成高换热区。
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公开(公告)号：CN113107608A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110391293.0
申请日：2021-04-13
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提出的一种用于涡轮叶片尾缘的扰流螺纹孔冷却结构，设置在涡轮叶片尾缘区域，通过将涡轮叶片尾缘压力面的部分壁面切去，只保留吸力面一侧的壁面以及设置若干分隔肋而形成；在分隔肋上开有沿冷却气流流向，且贯穿分隔肋的圆柱形冷却孔；圆柱形冷却孔的中心线与尾缘冷气进气腔的中心线平行；圆柱形冷却孔内部带有扰流螺纹。本发明通过螺纹孔内的冷却气流可以对分隔肋内外表面产生显著的冷却效果，通过孔内部的扰流螺纹结构增大换热面积、增强分隔肋内表面的对流换热强度，同时也可以增强吸力面壁面的内部换热，弥补劈缝分隔肋冷却设计的空白，提高尾缘的综合冷却效果。
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公开(公告)号：CN113107607A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110391292.6
申请日：2021-04-13
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提出了一种尾缘带有肋上贯穿缝的涡轮导叶结构，通过在分隔肋上开贯穿缝，当冷却气流在通过出流缝以后，部分冷却气可以通过分隔肋上的贯穿缝对分隔肋内部进行冷却，在不增加冷气流量的情况下同时增强了分隔肋内壁面与侧壁面的对流换热强度，提高尾缘的综合冷却效果；优选贯穿缝为斜缝，冷却气流在经过分隔肋时，在分隔肋影响下产生的冷气涡强度会有所减弱，有助于削弱唇板脱落涡与冷气涡流的相互作用，提高分隔肋表面的气膜冷却效率。本发明设计合理，结构简单，在分隔肋侧壁面上开设斜缝，不仅具有良好的传热与冷却特性，且具有较好的加工一体性，更具可实施性。
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