某型高温涡轮叶片冷却性能的实验研究

赵振; 高建民; 徐亮; 席雷; 李云龙

西安交通大学学报 ›› 2024, Vol. 58 ›› Issue (1) : 54 -67.

某型高温涡轮叶片冷却性能的实验研究

赵振, 高建民, 徐亮, 席雷, 李云龙

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摘要

为了有效监测高温涡轮叶片的安全运行状态，基于响应面模型对某型高温涡轮叶片进行了实验研究，旨在探究关键工况参数对其冷却性能的影响，以提供可靠的数据支持。采用中心复合表面设计对某型叶片的工况参数进行设计，研究了主流入口温度、主流出口压力、主流进出口压比、冷气与主流温度比及流量比对某型叶片冷却效率分布、无量纲温度分布及温度非均匀度的影响规律，并在此基础上构建了响应面模型，探究了工况参数的耦合作用对某型叶片冷却性能的综合影响。实验结果表明：拟合得到的响应面模型有较高的精度，其均方根误差均小于0.001,决定系数均大于0.99;主流入口温度和出口压力对叶片冷却性能的影响均较小；在实验工况范围内，当主流进出口压比、冷气与主流温度比及流量比分别从1.3～1.5、0.6～0.7、3～8增大时，叶片的平均冷却效率分别增大了9.67%、9.39%、30.49%;叶片的平均无量纲温度分别提高了2.98%,降低了1.34%、3.78%;叶片的温度非均匀度分别降低了2.69%、28.79%,提高了50.27%。