專利名稱：一種能形成前緣自鎖渦的軸流式氣冷渦輪葉型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣冷渦輪葉片的葉型。
背景技術(shù)：
氣冷渦輪的工作原理如圖1所示。高溫高壓氣體從燃燒室出來向右側(cè)流 出。通流部分由很多級葉片組成，除進(jìn)口導(dǎo)葉和出口導(dǎo)葉外，每級均包含動(dòng)葉 片和靜葉片。運(yùn)行時(shí)氣體對葉片作功，熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)。由于 渦輪前幾列葉片工作在高溫高壓環(huán)境下，對其材料要求很高，然而目前渦輪進(jìn) 口導(dǎo)葉前緣溫度已經(jīng)超出現(xiàn)有葉片材料的溫度極限，所以要對葉片進(jìn)行冷卻來 降低葉片的表面溫度，從而延長葉片使用壽命。渦輪氣膜冷卻是目前高壓渦輪 葉片冷卻方式的主流。利用從壓氣機(jī)抽取的冷氣，通過在高壓葉片表面打孔、 開槽等形式在渦輪葉片表面排出，使其表面形成一層氣膜，降低了葉片表面溫 度。從而為渦輪進(jìn)口溫度的進(jìn)一步提高創(chuàng)造了有利條件。但是，現(xiàn)有氣冷渦輪
葉片的葉型直接影響冷氣在葉片表面的流動(dòng)，氣流的摻混很大；而大冷氣噴射 量必然帶來能量損失的增大；大量噴射冷氣必然增加冷氣噴射的部位，加大了 葉片制造的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決冷氣在現(xiàn)有氣冷渦輪葉片的背弧流動(dòng)時(shí)，氣流摻混損失 大；冷氣噴射量大；冷氣噴射位置多，葉片制造難度大的問題，提供了一種能 形成前緣自鎖渦的軸流式氣冷渦輪葉型，解決上述問題的具體技術(shù)方案如下
本發(fā)明的軸流式氣冷渦輪葉片的葉型，其葉型的前緣處為凹陷形，在葉型 的前緣處凹陷形的前端部設(shè)有一冷氣噴射孔。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
控制冷氣噴射旋渦當(dāng)冷氣經(jīng)噴射孔噴射時(shí)，在冷氣噴射位置附近會產(chǎn)生 一個(gè)冷氣旋渦，此旋渦控制在其葉型的前緣凹陷部分，使其輪廓上接近普通葉 片流動(dòng)；減少冷氣噴射量:具有前緣自鎖渦的高效氣冷卻葉片通過控制冷氣旋 渦在前緣的位置,使其在凹陷部位形成了一個(gè)冷氣屏障，降低了凹陷部位葉片的壁面溫度，使該部位不必再進(jìn)行冷氣噴射,減小了冷氣的噴射量；在總冷氣噴 射量不變的情況下，本發(fā)明的葉型能夠使摻混損失減??；增加了冷氣噴射的通 流能力，常規(guī)葉型冷氣噴射后對主流流場的影響很大，本發(fā)明的葉型旋渦控制 在葉型的凹陷部位，對主流流場的影響很小，提高了效率。


圖1是傳統(tǒng)葉型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明葉型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3 是圖2的a部放大剖視圖，圖4是本發(fā)明葉型1積疊生成的葉片結(jié)構(gòu)示意圖， 圖5是傳統(tǒng)葉片流場二維極限流線圖，圖6是新型葉片流場二維極限流線圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖2、圖3描述本實(shí)施方式。本實(shí)施方式的葉型l， 其葉型1的前緣處為凹陷形2，在葉型1的前緣處凹陷形2的前端部設(shè)有一冷 氣噴射孔3。
凹陷形2的剖面形狀使得冷氣旋渦得以拉伸并鎖定，冷氣旋渦完全鎖定在 葉型1表面凹陷部分內(nèi)，使得主流沿葉型1的流動(dòng)狀況相對于傳統(tǒng)氣冷葉片的 流動(dòng)狀況有較大的改善，提高了冷卻效率。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式的凹陷形2位于葉型1前緣的背弧4上。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式的冷氣噴射孔3也可為多個(gè)。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式的每個(gè)葉型1的前緣處至少有一個(gè)凹陷形2。 本發(fā)明的高效冷卻渦輪葉片的設(shè)計(jì)程序如下
首先設(shè)計(jì)一個(gè)常規(guī)氣冷渦輪葉片；對該葉片進(jìn)行氣動(dòng)計(jì)算，確定在 葉型1前緣冷氣噴射條件下，產(chǎn)生的冷氣旋渦的大小和位置；經(jīng)計(jì)算得到該葉 型1凹陷位置、凹陷范圍大小的優(yōu)化方案；再根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。
權(quán)利要求
1、一種能形成前緣自鎖渦的軸流式氣冷渦輪葉型，它由葉型(1)，其特征在于其葉型(1)的前緣處為凹陷形(2)，在葉型(1)的前緣處凹陷形(2)的前端部設(shè)有一冷氣噴射孔(3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能形成前緣自鎖渦的軸流式氣冷渦輪葉型， 其特征在于凹陷形(2)位于葉型(1)前緣的背弧(4)上。
全文摘要
一種能形成前緣自鎖渦的軸流式氣冷渦輪葉型，它涉及軸流式氣冷渦輪葉片的葉型。它解決了冷氣在現(xiàn)有氣冷渦輪葉片的背弧流動(dòng)時(shí)，氣流摻混損失大；冷氣噴射量大；冷氣噴射位置多，葉片制造難度大的問題。本發(fā)明其葉型(1)的前緣處為凹陷形(2)，在葉型(1)的前緣處凹陷形(2)的前端部設(shè)有一冷氣噴射孔(3)。本發(fā)明的葉型能夠使摻混損失減小，增加了冷氣噴射的通流能力，冷氣噴射后較常規(guī)葉型對主流流場的影響?。槐景l(fā)明的葉型旋渦控制在葉型的凹陷部位，對主流流場的影響很小，減小了冷氣的噴射量，提高了冷卻的效率。
文檔編號F01D5/18GK101302939SQ20081006482
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者鑫 杜, 凱 王, 王松濤 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)