某燃气轮机第1级叶片气膜冷却换热特性分析

利用附加源项法，对某台燃气轮机开设多排气膜孔的第1级叶片外侧换热特性，包括叶片表面温度、气膜有效度和换热系数的分布进行计算及数值分析，并对叶栅换热特性进行了数值验证。结果表明，预测值nu与试验值吻合较好；在压力面，叶片外表面温度平均可降低40%，平均气膜有效度约0.7；吸力面温度平均降低30%，平均气膜有效度约0.5。但是，在压力面20%相对弦长区域、前缘驻点和吸力面尾缘处的温度较高，气膜有效度较低。所给出的叶片外侧换热特性，可作为叶片内部结构的设计依据，通过在叶片内部前缘驻点和压力面20%相对弦长区域采用冲击冷却、增加吸力面尾缘冷却气体流量可降低该区域所受到的热负荷，从而使叶片能够均匀冷却。