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公开(公告)号：CN112049690B
公开(公告)日：2021-05-18
申请号：CN202010918235.4
申请日：2020-09-04
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明是一种用于涡轮端壁的槽缝射流气膜冷却结构，属于燃气轮机涡轮导叶端壁的冷却领域；该冷却结构是在端壁上游的后向台阶的台阶面设置射流气膜孔而成。射流角度与端壁表面平行，并紧靠端壁表面。为了保证结构强度，要求气膜孔入口直径Df小于三分之二的台阶高度。平行于端壁表面的槽缝射流孔只有切向的射流速度，避免大量冷却气流直接射入主流造成冷气损失；另外，高动量槽缝射流冷气极大的削弱了叶片前缘的马蹄涡，使射流更好地贴覆壁面。与此同时，槽缝冷气射流还冲破了台阶下游形成的气体回流死区，避免了台阶下游处在一个高温区域，形成气膜对涡轮端壁表面的保护。
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公开(公告)号：CN112240229A
公开(公告)日：2021-01-19
申请号：CN202011128844.6
申请日：2020-10-20
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种用于涡轮动力叶片顶部的高效冷却结构，通过在凹槽叶顶上设置两个带缝肋，其中一个带缝肋位于叶顶前缘附近区域，另一个带肋缝位于叶顶中下游区域；该结构的特点是冷气离开两个带缝肋后能有效贴附在叶顶壁面附近区域，提高其当地的气膜冷却效率。两个带缝肋能够有效改善气膜覆盖均匀性和覆盖面积，避免燃气直接冲刷壁面造成的热腐蚀，同时减小叶顶区域的热应力，延长叶片的使用寿命。两个带缝肋能够打断由于间隙泄漏流在叶顶凹槽内形成的涡流，有效减小了凹槽叶顶内的换热系数，这种现象在叶顶前缘区域最为明显。凹槽叶顶内加入两个带缝肋减小了间隙泄漏流引起的压力损失，提高了涡轮叶片的工作效率。
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公开(公告)号：CN110566283A
公开(公告)日：2019-12-13
申请号：CN201910951788.7
申请日：2019-10-09
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明公开了一种用于高压涡轮动力叶片顶部的气膜冷却结构，由涡轮叶片、叶顶、内冷通道和气膜孔组成，在涡轮叶片的叶顶表面极限流线上和叶顶表面中后部中弧线上设置有气膜孔，气膜孔的两端分别形成气流的出口和入口，且与叶片前缘内冷通道、中弦内冷通道和尾缘内冷通道相通。叶顶表面极限流线上设置气膜孔处于叶顶间隙泄漏流的附着和再分离位置，冷气从气膜孔出来后成扇形分布，然后再汇入间隙主流，可避免燃气直接冲刷，减小其叶顶区域的流动损失，有效提升叶顶靠近尾缘区域的冷却效果。合理的气膜孔布局可有效地避免叶顶区域受间隙泄漏流的腐蚀，延长涡轮叶片的使用寿命，同时还可减小冷气量，提高发动机工作效率。
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公开(公告)号：CN110080828A
公开(公告)日：2019-08-02
申请号：CN201910297374.7
申请日：2019-04-15
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明公开了一种带线轴型扰流柱及双倒圆出口的网格缝气膜冷却结构，由唇板、线轴型扰流柱、底板组成，唇板与底板形成二维缝结构，在二维缝结构中设置线轴型扰流柱用来导流和强化结构；线轴型扰流柱采用顺排或叉排布置方式，网格缝出口处为双倒圆结构，唇板和底板的外部型面平齐，减小对叶片气动性能的影响。线轴型扰流柱消除了扰流柱后的低速回流涡，有效提高网格缝内部的换热强度；线轴型扰流柱使得网格缝内的换热面积极大增加，网格缝内的换热增强；有效地减小缝内冷气的气动损失、增强冷气的流向覆盖效果。网格缝出口双倒圆结构，使得冷气离开网格缝后不会直接射入主流，有效地贴附在壁面附近区域，增强缝后气膜的贴附能力。
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公开(公告)号：CN109736897A
公开(公告)日：2019-05-10
申请号：CN201910007232.2
申请日：2019-01-04
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明公开了一种用于涡轮叶片的交叉型Y气膜孔冷却结构，是在气膜孔板上沿流向布置两排Y气膜孔，且气膜孔采用交叉型排布；Y气膜孔通过将两个圆柱形气膜孔交叉相贯后延长其交接面而成，两个圆柱形气膜孔的出口均沿展向有一定的倾斜角度。交叉型Y气膜孔冷却结构使得射流更加容易的分向两边，增加射流的展向覆盖，并减小射流的气动损失；通过前后两排Y气膜孔的相互作用，在气膜孔下游形成内卷对涡，使得离开Y气膜孔的冷气紧紧贴覆在近壁面处，对气膜孔下游壁面形成有效保护。Y气膜孔有一个气膜孔入口，在通道中段分为两股冷气，使得Y气膜孔两个出口的出气量更加均匀，Y气膜孔具有结构简单，易于加工，且气膜覆盖效果好的特点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107449308A
公开(公告)日：2017-12-08
申请号：CN201710567824.0
申请日：2017-07-13
Applicant: 西北工业大学
IPC: F28D21/00
CPC classification number: F28D21/00 , F28D2021/0028
Abstract: 本发明公开了一种带有圆弧形曲面凸台的冲击冷却系统，应用射流冲击技术,在冲击靶板上布设圆弧形曲面凸台阵列，在射流板上设有用于流体形成多股射流的射流孔；圆弧形曲面凸台位于射流孔中心下方，通过圆弧形曲面凸台的曲面将来自于射流孔的冲击射流进行均匀分散，并平缓的改变射流的流动方向。冲击冷却系统改善了冲击靶板上气流的流动情况，减小温度梯度，使传热分布更加均匀，减小热应力集中,提高该系统整体的传热能力；通过使冷却气流平缓的改变流向，减小了滞止区动量损失和压力损失，使得冷却气流可以覆盖更大的面积。冲击冷却系统还可应用于纺织品、木材的干燥，金属材料的冷却或加热，航空发动机涡轮叶片的冷却技术领域。
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公开(公告)号：CN106593543A
公开(公告)日：2017-04-26
申请号：CN201611060124.4
申请日：2016-11-28
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
CPC classification number: F01D5/186
Abstract: 本发明公开了一种用于涡轮叶片的拱型凹槽气膜冷却结构，通过在气膜孔出口设置拱形凹槽前缘与带倒圆角的凹槽后缘而成。拱形凹槽前缘通过将横向凹槽的底部与四分之一圆柱弧求差得到，且圆柱弧的半径小于槽深。拱形前缘有效地将气流离开气膜孔后的法向速度平顺过渡为流向速度，避免大量冷却气流直接射入主流造成冷气损失；冷却气流速度的平缓过渡，减小了射流的动量损失，使射流更好地贴覆壁面。带倒圆角的凹槽后缘减少了射流与后缘的碰撞，从而降低了冷却气流的流动阻力，使得射流更加容易的分向两边，增加冷气的展向覆盖，与此同时，还可使得爬升出凹槽的冷气紧紧贴覆在近壁面处，形成气膜对凹槽下游壁面保护,冷却效果好。
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公开(公告)号：CN112049690A
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN202010918235.4
申请日：2020-09-04
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明是一种用于涡轮端壁的槽缝射流气膜冷却结构，属于燃气轮机涡轮导叶端壁的冷却领域；该冷却结构是在端壁上游的后向台阶的台阶面设置射流气膜孔而成。射流角度与端壁表面平行，并紧靠端壁表面。为了保证结构强度，要求气膜孔入口直径Df小于三分之二的台阶高度。平行于端壁表面的槽缝射流孔只有切向的射流速度，避免大量冷却气流直接射入主流造成冷气损失；另外，高动量槽缝射流冷气极大的削弱了叶片前缘的马蹄涡，使射流更好地贴覆壁面。与此同时，槽缝冷气射流还冲破了台阶下游形成的气体回流死区，避免了台阶下游处在一个高温区域，形成气膜对涡轮端壁表面的保护。
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公开(公告)号：CN110566284A
公开(公告)日：2019-12-13
申请号：CN201910951789.1
申请日：2019-10-09
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明公开了一种带阻隔肋的凹槽叶顶结构，通过在叶顶上布置上游阻隔肋和下游阻隔肋，并分别在靠近前缘的中弧线上布设前缘除尘孔，在两个阻隔肋中间设置肋间除尘孔，在阻隔肋的下游布置肋下游除尘孔。在凹槽叶顶部增加阻隔肋可减小由于间隙泄漏流产生的流动损失，有效提高涡轮叶片效率，而且两个阻隔肋可减小凹槽叶顶靠近前缘区域的高换热区域。在靠近前缘的中弧线上布置除尘孔可对叶顶前缘形成有效的气膜覆盖，避免由于叶顶前缘的高换热区造成叶片热腐蚀，延长叶片的使用寿命。在阻隔肋后设置除尘孔，可在肋后形成有效的气膜保护，提升叶片顶部的传热性能，提高涡轮叶片的工作效率。凹槽叶顶结构具有加工简单，成本低的特点。
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公开(公告)号：CN112240228A
公开(公告)日：2021-01-19
申请号：CN202011126947.9
申请日：2020-10-20
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种用于涡轮叶片带横向缝孔的间断凹槽叶顶结构，通过在叶顶上设置吸力面侧凹槽壁和压力面侧凹槽壁，并在断裂凹槽壁处布置横向缝孔，间断凹槽的间断处位于压力面侧，间断开始位置位于前缘驻点处。通过消除间断区域凹槽叶顶内形成的燃气再附着区域，有效降低叶顶前缘区域的换热系数，减弱了当地的换热强度，提高叶顶的冷却特性。合理的压力面侧凹槽壁长度，能控制凹槽的横向宽度，使得燃气进入凹槽后仅在槽内形成一个回流涡，消除了槽内的燃气再附着区域；横向缝孔能够有效提高射流出流后横向的覆盖范围，提高其叶顶当地的气膜冷却效率，有效提高涡轮动力叶片的工作效率，提高了航空发动机整体性能。
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