气冷涡轮前缘冷气射流角度优化研究*

为了研究复合角度的圆形气膜孔对涡轮叶片冷却效果和气动性能的影响，利用sst的k-ω模型对涡轮叶栅进行数值模拟，对前缘区域冷却孔进行复合角度优化设计，给出前缘滞止线附近和吸力面改型前后的冷却特性分析。结果表明圆形气膜孔的复合角度对冷却和气动的影响明显，在前缘压力面，侧向角分别为85°，60°和45°，冷气在前缘处改变滞止点的位置，切向速度增大，冷却效果显著增强。在前缘吸力面上，冷却孔的入射角从45°变为30°，侧向角由-15°改为0°和30°，冷气与主流掺混减弱，壁面冷却效率增大，同时影响近壁面的主流从而改变流场结构。