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公开(公告)号：CN118934073A
公开(公告)日：2024-11-12
申请号：CN202411041416.8
申请日：2024-07-31
Applicant: 上海交通大学 , 上海交通大学深圳研究院
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提供了一种涡轮叶片前缘强化旋流冷却结构及发动机，包括：冷气射流孔、射流驻点区域、突脊、第一凹陷、第二凹陷以及前缘空腔；涡轮叶片的前缘处设置有前缘空腔，前缘空腔上设置冷气射流孔和多个气膜孔，冷气射流通过冷气射流孔进入有前缘空腔，前缘空腔的内侧壁上设置有波状突脊，突脊朝向冷气射流一侧相邻壁面设置有射流驻点区域；突脊上设置第一凹陷，射流驻点区域处设置第二凹陷，冷气射流冲击在第一凹陷和第二凹陷处。本申请将冷气射流以切向方向冲击带有凹陷的壁面和突脊，获得了更高的传热强化性能，并且压损更低，同时冷气射流冲击到凹陷壁面上会横向扩散开来，有利于在更大的表面上提高传热。
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公开(公告)号：CN118793488A
公开(公告)日：2024-10-18
申请号：CN202411144626.X
申请日：2024-08-20
Applicant: 上海交通大学
Inventor： 饶宇
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提供了一种涡轮叶片前缘多孔曲面晶格冷却结构及涡轮叶片，包括：叶片主体，所述叶片主体包括吸力侧壁面和压力侧壁面；所述叶片主体的前缘设置有隔板，所述吸力侧壁面、所述压力侧壁面以及所述隔板之间形成前缘内腔；所述吸力侧壁面与所述压力侧壁面的交界处形成前缘驻点区，所述前缘驻点区设置有带有螺旋孔的TPMS结构；所述TPMS结构的螺旋孔与所述前缘内腔相连通，所述前缘内腔的内壁面上设置有突脊。本发明中冷气射流与壁面突脊相互作用后，在前缘驻点内部形成低速回流涡，该低速流动使得冷气可以更好地进入TPMS多孔螺旋微流道中；TPMS具有超大比表面积，提供了极高的前缘驻点内部冷却性能。
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公开(公告)号：CN115095391B
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202210757945.2
申请日：2022-06-30
Applicant: 上海交通大学
Inventor： 饶宇
Abstract: 本发明提供了一种增材制造的涡轮叶片近壁面冷却结构及其加工方法，包括涡轮叶片的基体、热障涂层以及晶格结构；基体内部设置有冷气内腔，基体的外壁面上设置有分隔肋，分隔肋之间设置凹槽，晶格结构完全填充凹槽；分隔肋的底部设置有多个进气孔；晶格结构包括多条冷却通道；热障涂层覆盖在基体外壁面上；热障涂层上设置有气膜孔和气膜出气孔。本发明通过在基体的外壁面上设置凹槽，在凹槽内填充晶格结构，在外壁面上喷涂热障涂层，通过多种进气孔、气膜孔和气膜出气孔的配合，有助于降低加工涡轮叶片制造难度，有助于提高壁面结构强度，降低涡轮叶片重量，并提高涡轮叶片冷却性能，从而提高航空发动机及燃气轮机的热效率、经济性及成本竞争力。
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公开(公告)号：CN116398250A
公开(公告)日：2023-07-07
申请号：CN202310437147.6
申请日：2023-04-21
Applicant: 上海交通大学
IPC: F01D5/14
Abstract: 本发明提供了一种用于提高低压涡轮叶栅气动效率的结构，包括：端壁和叶片本体；端壁为与叶片本体相垂直的叶栅通道表面；端壁上设置有若干个第一凹陷结构，若干个第一凹陷结构位于相邻两个叶片本体之间，第一凹陷结构用于增强边界层流动与外界主流的动量交换，增强近壁面流动动能，并改变近壁面流动方向；叶片本体上设置有叶片吸力面和叶片压力面，叶片吸力面为叶片本体的外凸面，叶片压力面为叶片本体的内凹面；叶片吸力面设置有若干个第二凹陷结构，第二凹陷结构用于抑制叶片吸力面上流动分离及避免产生分离涡。本发明运用叶片吸力面上与端壁上的凹陷结构，能显著改善叶栅通道的流动，以减少低压涡轮叶栅气动损失，提高涡轮的气动效率。
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公开(公告)号：CN113898415A
公开(公告)日：2022-01-07
申请号：CN202111203932.2
申请日：2021-10-15
Applicant: 上海交通大学
IPC: F01D5/14
Abstract: 本发明提供了一种用于提高低压涡轮叶片气动效率的结构，包括：吸力面、压力面、凹陷和叶片本体，吸力面为叶片本体的外凸面，压力面为叶片本体的内凹面；凹陷成对地设置在吸力面上，凹陷与气流之间具有倾角β；当气流流过叶片本体的表面时，凹陷的一端吸附低能流体，并使低能流体在凹陷内沿倾斜方向螺旋流动形成螺旋涡流，并从凹陷的另一端排出；其中，气流包括低能流体和高能流体。本发明通过涡轮叶片表面上的倾斜凹陷内部产生螺旋形移动的涡流，在凹陷的下游段上产生了高强度和大范围流动附着，延迟了叶片本体后部壁面上的流动分离，使其获得更好的涡轮叶片减阻效果。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112392550B
公开(公告)日：2021-09-28
申请号：CN202011288789.7
申请日：2020-11-17
Applicant: 上海交通大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提供了一种涡轮叶片尾缘针肋冷却结构，包括导向针肋，导向针肋成列布置在涡轮叶片尾缘针肋上，形成多列导向针肋组；相邻导向针肋组的导向针肋交错设置；或者相邻导向针肋组的导向针肋顺排设置；导向针肋的指向与横向方向之间具有β角度；当冷却空气进入涡轮叶片根部，导向针肋按照β角度向尾缘底部偏转导流，涡轮叶片顶部的导向针肋向涡轮叶片底部方向偏转导流；从涡轮叶片底部到涡轮叶片顶部，导向针肋的偏转角度逐渐变大。本发明通过涡轮叶片尾缘设置带有流动导向的针肋冷却结构，并且导向针肋按偏转角度排布布置在尾缘内部冷却通道中，解决了现有叶片尾缘内部冷却性能不佳、传热分布不合理的问题及尾缘劈缝气膜冷却出流状况不佳的问题。
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公开(公告)号：CN106839852A
公开(公告)日：2017-06-13
申请号：CN201710057035.2
申请日：2017-01-22
Applicant: 上海交通大学
Inventor： 饶宇
CPC classification number: F28D21/00 , F28D2021/0029 , H05K7/20418
Abstract: 本发明公开了一种散热器，包括多个翅片，各个翅片具有不同的厚度，其中，沿气流的流动方向，下游的翅片的厚度小于上游的翅片的厚度。本发明还公开了一种上述散热器中的翅片布置方法，包括沿气流的流动方向，将多个不同厚度的翅片焊接固定在基板上，并使下游翅片与上游翅片错开布置，即使得下游的翅片与上游的翅片之间呈错列排列。本发明的具有这样翅片布置特点的散热器具有优异的传热及流阻性能，是一种高性能散热器。在相同风机功耗条件下，该新型散热器比现有的散热器性能有显著提升。
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公开(公告)号：CN118794292A
公开(公告)日：2024-10-18
申请号：CN202411041415.3
申请日：2024-07-31
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明提供了一种涉及换热器领域的具有胶囊状凸包和凹陷的换热板及换热器，包括换热片、凸包以及凹陷，换热片上分布有列阵排列的凸包和凹陷，凸包和凹陷具有平底，凸包和凹陷具有倾斜角；在上下相邻的两个换热片中，上下相邻的凸包和凹陷沿轴向上分别交替布置，且上下相邻的凸包之间的倾斜方向相反，上下相邻的凹陷之间的倾斜方向相反，凸包之间、凹陷之间形成一定的偏转角度，且凸包相互堆叠接触形成接触面。本发明通过凸包高效传热；凸包与凹陷相互配合，有利于流体流动减小压损；并使流道形成在上下和左右方向的交替收缩和扩张，有利于凸包和凹陷在各自的换热板表面产生涡流强化传热，并使流动分布更均匀，产生的尾流较小，流阻更低。
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公开(公告)号：CN115182787B
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202210452888.7
申请日：2022-04-27
Applicant: 上海交通大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提供了一种改善前缘旋流冷却能力的涡轮叶片及发动机，叶片包括叶片主体、隔板、气膜孔、第一突脊、第二突脊以及射流孔组；叶片主体包括吸力侧壁面与压力侧壁面；前缘吸力侧壁面与压力侧壁面上均设置有多个气膜孔，叶片前缘驻点区设置有多个气膜孔；所述隔板上设置有两个射流孔组，吸力侧内壁面、压力侧内壁面上分别设置有多个第一突脊、多个第二突脊；本发明通过采用可倾斜或偏置射流在前缘内腔中形成旋流流动和旋流冷却，结合突脊结构，从而改善叶片前缘的内壁面传热和冷却性能，并改善前缘壁面上气膜孔入口流动，避免了现有技术中涡流会堵塞气膜孔入口的现象，提升了叶片前缘外壁面的气膜冷却效果，并且获得更好的气膜孔内流动冷却效果。
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公开(公告)号：CN115182787A
公开(公告)日：2022-10-14
申请号：CN202210452888.7
申请日：2022-04-27
Applicant: 上海交通大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提供了一种改善前缘旋流冷却能力的涡轮叶片及发动机，叶片包括叶片主体、隔板、气膜孔、第一突脊、第二突脊以及射流孔组；叶片主体包括吸力侧壁面与压力侧壁面；前缘吸力侧壁面与压力侧壁面上均设置有多个气膜孔，叶片前缘驻点区设置有多个气膜孔；所述隔板上设置有两个射流孔组，吸力侧内壁面、压力侧内壁面上分别设置有多个第一突脊、多个第二突脊；本发明通过采用可倾斜或偏置射流在前缘内腔中形成旋流流动和旋流冷却，结合突脊结构，从而改善叶片前缘的内壁面传热和冷却性能，并改善前缘壁面上气膜孔入口流动，避免了现有技术中涡流会堵塞气膜孔入口的现象，提升了叶片前缘外壁面的气膜冷却效果，并且获得更好的气膜孔内流动冷却效果。
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