一种基于分形理论的涡轮内部冷气结构
摘要文本
本发明提出了一种基于分形理论的涡轮内部冷气结构，属于涡轮内部冷气结构领域，主要目的是针对原有涡轮燃气温度提高导致叶片热负荷提高、热应力增大的情况，提供了一种基于分形理论的涡轮内部冷气结构设计，用于涡轮内部冷气结构的优化设计，该方法的特点是具有冷却效率高、叶片表面对流传热系数高、节省冷气成本等优点。本发明中，冷气分别从前后缘进入涡轮内部结构，一端通过前缘冷却腔体，再由前缘气膜冷却口排出，另一端进入尾缘冷却腔，经由蛇形通过多流程肋片换热后，尾缘劈缝冷却出流孔流出，很大程度地提高了涡轮内部冷气结构的冷却效率，增加了涡轮的使用寿命。
申请人信息
- 申请人:哈尔滨工业大学
- 申请人地址:150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
- 发明人: 哈尔滨工业大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种基于分形理论的涡轮内部冷气结构 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN202311743362.5 |
| 申请日 | 2023/12/19 |
| 公告号 | CN117418906B |
| 公开日 | 2024/3/22 |
| IPC主分类号 | F01D5/18 |
| 权利人 | 哈尔滨工业大学 |
| 发明人 | 罗磊; 杜巍; 柴盛林 |
| 地址 | 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号 |
专利主权项内容
1.一种基于分形理论的涡轮内部冷气结构，其特征在于：包括前缘冷却腔(1)、尾缘冷却腔(2)、蛇形通道(3)和动叶连接座(4)，所述动叶连接座(4)上安装有前缘冷却腔(1)和尾缘冷却腔(2)，尾缘冷却腔(2)内安装有蛇形通道(3)，所述前缘冷却腔(1)包括第一流路入口(12)、前缘气膜冷却口(13)和叶片(14)，所述尾缘冷却腔(2)包括第二流路入口(21)和尾缘劈缝冷却出流孔(22)，冷气分两流路进入叶片(14)，第一流路从第一流路入口(12)经前缘气膜冷却口(13)从前缘流出叶片(14)流出，第二流路从第二流路入口(21)经由蛇形通道(3)从尾缘劈缝冷却出流孔(22)流出；所述蛇形通道(3)包括一号蛇形通道流程(31)、二号蛇形通道流程(32)、三号蛇形通道流程(33)和四号蛇形通道流程(34)，所述一号蛇形通道流程(31)、二号蛇形通道流程(32)、三号蛇形通道流程(33)和四号蛇形通道流程(34)依次连接；所述一号蛇形通道流程(31)、二号蛇形通道流程(32)、三号蛇形通道流程(33)和四号蛇形通道流程(34)结构相同，由多级扰流肋组成；基于分形理论对蛇形通道(3)的肋片形状以及肋片排布进行重新排布设计，蛇形通道(3)中布置平行扰流肋，平行扰流肋的几何参数为设计优化的对象，几何参数包括肋条形状、肋高、肋间距与方向角，蛇形通道(3)每个流程中的扰流肋的肋宽度为1.0mm，方向角为65度，肋高设置为1.7mm；肋间距设置为4.11mm，同时通过对尾缘劈缝冷却出流孔(22)的孔型结构进行基于分形理论的重新布置。