双层壁结构冷却和应力特性分析

项目概述

针对涡轮叶片高效冷却和长寿命高可靠的性能需求，基于流热固耦合的数值计算方法，对典型双层壁冷却结构的气膜孔倾斜角和气膜平板厚度对冷却结构综合冷却效率、最大热应力和最大热机械应力特性的影响机制进行了分析。研究结果表明：气膜平板内壁面产生了较大的热应力，特别是在气膜孔前缘，扰流柱上缘等区域，热应力尤为突出。气膜孔倾斜角从90°减小至30°，综合冷却效率显著增大，但离心作用下的热机械应力也急剧增大。气膜平板厚度较小时，综合冷却效率受内部冲击冷却影响较大而分布不均匀；随着气膜平板厚度增大，离心作用下气膜孔及扰流柱的热机械应力水平均显著降低。