唐學(xué)智， 李錄平， 黃章俊， 梁永純， 鐘萬里

(1.長沙理工大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院，長沙 410014；2.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，廣州 510080)

現(xiàn)代重型燃?xì)廨啓C(jī)透平入口溫度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過金屬材料所能承受的范圍，必須結(jié)合先進(jìn)的熱障涂層和多種冷卻技術(shù)，來保證這些熱端部件在高溫下的正常運(yùn)行和工作壽命.提高透平入口溫度是改善燃?xì)廨啓C(jī)效率的重要途徑，但目前葉片材料的研究受到了很大限制，因此有效的冷卻措施對(duì)透平葉片顯得尤為重要[1].氣膜冷卻技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已被廣泛應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件，成為透平葉片的重要冷卻方式之一.影響氣膜冷卻效率的因素大致分為2類[2-3]：一是流動(dòng)參數(shù)，如吹風(fēng)比、密度比和主流湍流度等；二是結(jié)構(gòu)參數(shù)，如孔徑大小、孔間距、孔形狀和小孔與壁面的夾角等.國內(nèi)外學(xué)者主要采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法對(duì)這2類因素進(jìn)行研究.

實(shí)驗(yàn)研究方面，Ito等[4]在早期利用熱電偶測(cè)溫方法對(duì)單孔和孔排三維氣膜冷卻的傳熱系數(shù)進(jìn)行了研究.Schwarz等[5]利用傳質(zhì)類比的方法在曲面上研究了不同吹風(fēng)比對(duì)冷卻性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示凸面上的冷卻效率要高于平板和凹面上的冷卻效率.高媛等[6-8]采用實(shí)驗(yàn)方法對(duì)氣膜冷卻特性進(jìn)行研究，獲得了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完善了氣膜冷卻機(jī)理.

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，采用數(shù)值模擬方法研究氣膜冷卻的流動(dòng)與傳熱得到了廣泛應(yīng)用.Dring等[9]在低速旋轉(zhuǎn)動(dòng)葉模型上研究了吹風(fēng)比對(duì)葉片局部氣膜冷卻效率的影響，并與平板氣膜冷卻的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)研究誤差相差不大.李少華等[10]采用Realizablek-ε紊流模型并結(jié)合Simplec算法對(duì)動(dòng)葉柵在不同轉(zhuǎn)速下的氣膜冷卻效率進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果表明旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致冷卻射流向葉頂偏移，轉(zhuǎn)速越高氣膜冷卻效率越低.張玲等[11-12]對(duì)動(dòng)葉全表面氣膜冷卻進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了葉片在不同吹風(fēng)比條件下葉片表面的能量損失.

綜上所述，大多數(shù)的研究對(duì)象都是平板模型和放大計(jì)算模型[13-14]，很少有針對(duì)實(shí)際渦輪葉片三維實(shí)體模型進(jìn)行的數(shù)值模擬.筆者采用數(shù)值模擬方法對(duì)某重型燃?xì)廨啓C(jī)透平第一級(jí)動(dòng)葉進(jìn)行氣膜冷卻效率研究，分析了孔間距對(duì)葉片氣膜冷卻效率的影響，旨在為渦輪葉片氣膜冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù).

1 描述氣膜冷卻過程的基本模型

1.1 氣膜冷卻過程物理模型

葉片在工作過程中具有周期性，因此選取單個(gè)葉柵通道進(jìn)行氣膜冷卻數(shù)值模擬.圖1中，主流高溫氣體(以下簡(jiǎn)稱主流)從入口流入，通過葉片后從出口流出，形成一個(gè)高溫流域.而射流冷卻氣體(以下簡(jiǎn)稱射流)從葉片底部7個(gè)錐形通道流入，部分冷卻氣體通過葉片表面小孔流出后被主流壓彎，貼著葉片壁面流動(dòng)，形成氣膜層，避免主流與葉片壁面直接接觸；另一部分通過葉頂小孔流出，而后匯入主流.在這一流動(dòng)過程中，射流與主流之間進(jìn)行了大量的能量交換和質(zhì)量傳遞，其流動(dòng)過程相當(dāng)復(fù)雜，影響因素眾多.因此，為了方便研究，對(duì)該過程進(jìn)行簡(jiǎn)化，葉片與流體之間的傳熱只考慮對(duì)流換熱，壁面均采用無滑移壁面條件，上下兩側(cè)為絕熱壁面，主流兩側(cè)為周期性邊界條件[15-16].

圖1 氣膜冷卻過程

1.2 氣膜冷卻過程的湍流模型

氣膜高速流動(dòng)過程中，流動(dòng)形式為湍流，采用雷諾平均N-S方程中的連續(xù)方程、動(dòng)量方程和能量方程來描述其流動(dòng)過程，表達(dá)式[17]如下：

(1)

(2)

(3)

Realizablek-ε湍流模型在標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些改進(jìn)，此處采用Realizablek-ε湍流模型，其湍動(dòng)能及耗散率運(yùn)輸方程[17]為：

(4)

(5)

在Fluent中，作為默認(rèn)值常數(shù)，C1ε=1.44，C2=1.9，σk=1.0，σε=1.2.

2 氣膜冷卻過程的計(jì)算方法

2.1 幾何模型及網(wǎng)格生成

參考某重型燃?xì)廨啓C(jī)透平第一級(jí)動(dòng)葉結(jié)構(gòu)參數(shù)建立相應(yīng)的三維實(shí)體模型(見圖2(a)).葉片弦長為108.75 mm，葉高為171.58 mm，安裝角為59.28°.葉片為氣膜孔全覆蓋模型(見圖2(c))，其中前緣5排孔，壓力面6排孔，吸力面5排孔，各排孔之間采用交錯(cuò)插排的排列方式，目的是使冷卻氣體更均勻地覆蓋在葉片表面形成氣膜，隔離高溫燃?xì)猓Ｗo(hù)葉片.筆者將葉片尾緣劈縫和內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成幾個(gè)單獨(dú)的冷卻通道，由于所采用的數(shù)值模擬設(shè)置為穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，因此這樣的簡(jiǎn)化并不會(huì)給計(jì)算帶來很多誤差，且有利于對(duì)葉片整體氣膜冷卻的分析.

由于葉片表面有多排密集的冷氣噴射孔覆蓋，且冷卻孔的結(jié)構(gòu)、入射角度和排列方式都有很大區(qū)別，這些都給網(wǎng)格劃分造成很大的困難.因此選用Ansys ICEM作為計(jì)算域的網(wǎng)格劃分軟件，采用結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化相結(jié)合方式，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格部分形式采用分塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格(Multi-Block Structured Mesh).對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行了網(wǎng)格加密處理，而對(duì)葉片型面的不規(guī)則性采用interface來融合網(wǎng)格，合理規(guī)劃整個(gè)計(jì)算區(qū)域的網(wǎng)格分布，其中氣膜孔內(nèi)的網(wǎng)格數(shù)超過2×105，網(wǎng)格總數(shù)大于9.9×106，氣膜孔出口所在平面的y+都小于5，滿足計(jì)算要求.

圖3給出了吹風(fēng)比M=0.6時(shí)，對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行進(jìn)一步加密后計(jì)算結(jié)果的比較，所提取的數(shù)據(jù)為孔間距S/d=4時(shí)壓力面孔排6下游處沿射流方向的氣膜冷卻效率η，其中原點(diǎn)表示孔排中心位置，X為氣膜孔中心至測(cè)量點(diǎn)的葉片表面相對(duì)距離，d為孔徑，X/d為二次流與主流混合的歸一化長度.從圖3可以看出，使用3種網(wǎng)格數(shù)所計(jì)算出的冷卻效率非常接近，最大誤差小于3%，說明所采用的網(wǎng)格無關(guān)性很好.

(a) 三維實(shí)體葉片模型

(b) 內(nèi)部冷卻通道分布

(c) 葉片表面展開圖(孔排1～孔排16)

(d) 葉片表面孔排示意圖

圖3 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗(yàn)

2.2 邊界條件

采用加強(qiáng)壁面函數(shù)法處理近壁區(qū)的流動(dòng)，假定在壁面處無滑移，葉片表面為絕熱表面，入口雷諾數(shù)Re計(jì)算方法為：

Re=Ud/υ

(6)

式中：U為流體流速，m/s；υ為運(yùn)動(dòng)黏度，m2/s.

計(jì)算域的兩側(cè)為周期性邊界條件，其他壁面均設(shè)置為絕熱壁面，主流入口設(shè)定為壓力入口，入口總壓為1 671 180 Pa，溫度為1 593.15 K；氣體出口設(shè)為壓力出口，出口壓力為831 430 Pa.射流溫度為723.15 K，通過改變射流入口壓力，可得到不同的吹風(fēng)比M，主流與射流的密度比DR=2.

2.3 評(píng)價(jià)冷卻效果的基本指標(biāo)

采用以下5個(gè)指標(biāo)來評(píng)價(jià)氣膜對(duì)葉片金屬的冷卻效果.

(1) 吹風(fēng)比M.

吹風(fēng)比[17]定義為：

(7)

式中：ρc和ρ∞分別為射流與主流的密度，kg/m3.Uc和U∞分別為射流與主流的流速，m/s.

吹風(fēng)比實(shí)質(zhì)就是射流與主流的質(zhì)量流量之比，吹風(fēng)比越大，表示射流質(zhì)量流量越大.

(2) 氣膜冷卻效率η.

氣膜冷卻效率[17]定義為：

(8)

式中：T∞為主流氣體溫度，K；Taw為絕熱壁面溫度，K；Tc為射流氣體溫度，K.

η是衡量氣膜冷卻特性的一個(gè)重要參數(shù)，η值越高，表明壁面附近的流體溫度越接近于二次流溫度.

(3) 氣膜有效覆蓋比Af.

在進(jìn)行氣膜冷卻時(shí)，一般要求氣膜在冷卻壁面上能均勻且分布廣泛.因此，有效的氣膜覆蓋面積成為考察氣膜冷卻好壞的重要因素，為此定義氣膜有效覆蓋比Af[18]為：

(9)

式中：af為有效氣膜覆蓋面積，m2；ah為冷卻工質(zhì)輸送通道的橫截面積，m2，

氣膜的有效覆蓋是指η≥0.2的區(qū)域，通過計(jì)算氣膜有效覆蓋比Af，能夠更好地從整體上判斷氣膜冷卻的好壞.

在氣膜有效覆蓋范圍內(nèi)，平均氣膜冷卻效率[14]定義為：

(10)

(5) 不均勻系數(shù)β.

不均勻系數(shù)β是用來考察氣膜覆蓋均勻性的，其定義式[18]為：

(11)

從式(11)可以看出，不均勻系數(shù)就是一個(gè)方差值，β值越小表示氣膜覆蓋越均勻.

3 計(jì)算結(jié)果與分析

3.1 冷卻效率隨吹風(fēng)比的變化

3.1.1 壓力面的影響

圖4給出了孔間距S/d=2，湍流度Tu=5%時(shí)葉片壓力面氣膜冷卻效率分布云圖.從圖4可以看出，在其他條件不變的情況下，隨著吹風(fēng)比的增大，壓力面的孔排下游區(qū)域冷卻效率得到明顯提高.M=0.6時(shí)，冷卻射流從氣膜孔流出，動(dòng)量小，冷氣覆蓋區(qū)域也小，η偏低；當(dāng)M=1.4時(shí)，冷卻射流動(dòng)量增大，相互間影響作用也越大，受主流的影響不斷減小，在圖上出現(xiàn)了氣膜孔排下游的高冷卻效率區(qū)域.同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，在一定吹風(fēng)比下，η沿流向呈現(xiàn)上升趨勢(shì).這是由于在前幾排氣膜孔冷卻射流動(dòng)量小，與主流摻混后很容易被主流射穿直接對(duì)葉片壁面加熱；而后緣氣膜孔流出的冷卻氣體沿程不斷累積，使得后緣冷卻射流動(dòng)量不斷增大，主流氣體難以射穿氣膜層.因此，后緣的氣膜冷卻效率要明顯高于前緣.

(a) M=0.6

(b) M=1.0

(c) M=1.4

Fig.4 Distribution of film cooling efficiency on pressure surface for hole spacingS/d=2

圖5給出了S/d=2時(shí)吹風(fēng)比對(duì)壓力面孔排6和孔排1氣膜冷卻效率的影響.從圖5可以看出，不管是在壓力面前緣還是后緣，沿孔排下游區(qū)域氣膜冷卻效率都呈現(xiàn)下降的趨勢(shì).這是由于冷卻射流從氣膜孔流出后，與主流的摻混作用不斷加強(qiáng)，冷卻射流動(dòng)量不斷減小，主流在后緣更容易穿透氣膜層對(duì)壁面進(jìn)行加熱，因此氣膜冷卻效率更低.在X/d<5時(shí)，曲線的斜率最大，氣膜冷卻效率下降得最快.同時(shí)可以看到，當(dāng)吹風(fēng)比M=1.4，X/d>5時(shí)曲線趨于水平，說明在高吹風(fēng)比下，冷卻射流在孔排下游能形成有效保護(hù)膜，能夠很好地保護(hù)孔排下游區(qū)域，尤其是葉片尾緣范圍.

(a) 孔排6

(b) 孔排1

Fig.5 Effect of blowing ratio on film cooling efficiency through holes in row 6 and row 1 on pressure surface for hole spacingS/d=2

圖6給出了孔間距S/d=4，湍流度Tu=5%時(shí)，不同吹風(fēng)比下壓力面氣膜冷卻效率分布云圖，其影響規(guī)律與孔間距S/d=2時(shí)大致相同，隨著吹風(fēng)比的增大，葉片壓力面綜合冷卻效率不斷提高.對(duì)比圖4可以發(fā)現(xiàn)，在吹風(fēng)比一定的情況下，隨著孔間距的增大，氣膜冷卻效率呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，這是由于當(dāng)孔間距S/d=2時(shí)，氣膜孔之間的間距較小，在孔下游及孔間區(qū)域發(fā)生強(qiáng)烈的氣膜干擾，使得孔排下游冷卻射流分布均勻，對(duì)下游區(qū)域形成很好的保護(hù)作用，氣膜冷卻效率較高；而孔間距S/d=4時(shí)，孔間距較大，孔間作用減弱，導(dǎo)致孔間存在氣膜冷卻效率較低的點(diǎn)，但在孔下游區(qū)域仍然能夠形成一定的保護(hù)作用.

(a) M=0.6

(b) M=1.0

(c) M=1.4

Fig.6 Distribution of film cooling efficiency on pressure surface for hole spacingS/d=4

圖7給出了S/d=4吹風(fēng)比對(duì)壓力面孔排6和孔排1氣膜冷卻效率的影響.對(duì)比圖7和圖5可以看出，同一吹風(fēng)比下，相同位置的氣膜冷卻效率都呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，但是在不同吹風(fēng)比下影響規(guī)律并不相同.圖7(a)中，當(dāng)X/d>15，M=1.0與M=1.4的2條曲線基本重合，這表示在葉片前緣，當(dāng)吹風(fēng)比達(dá)到1.0后，繼續(xù)增大吹風(fēng)比對(duì)氣膜冷卻效率影響不大；而圖7(b)中，X/d<5范圍內(nèi)3根曲線有交叉點(diǎn)，M=0.6曲線在接近X/d=0位置要高于M=1.4曲線，這是由于在低吹風(fēng)比時(shí)，低動(dòng)量冷卻射流從氣膜孔流出后更易于貼近壁面，形成氣膜層；而在高吹風(fēng)比時(shí)，高動(dòng)量的冷卻射流更容易穿透主流，在孔下游附近才能形成氣膜層.而當(dāng)X/d>10后，高吹風(fēng)比的氣膜冷卻效率明顯要高于低吹風(fēng)比的冷卻效率，這與圖5的規(guī)律基本相似.

(a) 孔排6

(b) 孔排1

Fig.7 Effect of blowing ratio on film cooling efficiency through holes in row 6 and row 1 on pressure surface for hole spacingS/d=4

3.1.2 吸力面的影響

圖8中，在其他條件不變的情況下(S/d=2，Tu=5%)，隨著吹風(fēng)比的增大，吸力面綜合氣膜冷卻效率得到相應(yīng)提高.這一規(guī)律與壓力面相似，且由于冷卻射流的疊加效果，葉片后緣的氣膜冷卻效率要明顯高于前緣.從圖9可以看出，當(dāng)吹風(fēng)比M從0.6增大到1.0時(shí)，氣膜冷卻效率的增長幅度要大于吹風(fēng)比M從1.0增大到1.4過程.這說明同一孔間距下，隨著吹風(fēng)比的增大，吸力面的綜合冷卻效率增長幅度在減小.因此，在同一孔間距條件下應(yīng)該對(duì)應(yīng)一個(gè)最佳吹風(fēng)比.

圖10給出了孔間距S/d=4，湍流度Tu=5%時(shí)吸力面氣膜冷卻效率分布云圖.對(duì)比圖10和圖8可知，在吹風(fēng)比不變的情況下，隨著孔間距的增大，氣膜冷卻效率呈明顯的下降趨勢(shì).其原因在于隨著孔間距的增大，相鄰氣膜孔之間的相互作用減小，主流對(duì)冷卻氣體的摻混作用力加強(qiáng)，因此孔間距S/d=4時(shí)吸力面氣膜冷卻效率明顯降低.

圖11給出了吹風(fēng)比對(duì)吸力面孔排12和孔排16 氣膜冷卻效率的影響.圖11(a)中，當(dāng)吹風(fēng)比M=0.6時(shí)，曲線呈現(xiàn)一個(gè)逐步衰減的趨勢(shì)；而吹風(fēng)比M=1.0和1.4時(shí)，曲線在X/d<10內(nèi)呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，而后趨于平緩.這是由于當(dāng)吹風(fēng)比M=0.6時(shí)，冷卻氣體從氣膜孔流出后，動(dòng)量很小，能夠很好地覆蓋在葉片表面，受到主流的摻混作用力，氣膜冷卻效率逐漸降低；當(dāng)吹風(fēng)比M=1.0時(shí)，冷卻氣體從氣膜孔流出后，由于吸力面形狀為凸型，高動(dòng)量的射流易射穿主流，隨著其與主流摻混作用加強(qiáng)，在很短時(shí)間內(nèi)被主流壓彎，對(duì)氣膜孔下游形成保護(hù).后緣趨于平緩是由于葉片前緣氣膜孔冷卻氣體形成疊加作用，使得后緣能夠形成有效的保護(hù)膜.圖11(b)中，當(dāng)X/d>20時(shí)，M=1.0與M=1.4曲線基本重合，說明在吸力面后緣，吹風(fēng)比的增大對(duì)氣膜冷卻效率的影響在逐漸減弱.

(a) M=0.6

(b) M=1.0

(c) M=1.4

Fig.8 Distribution of film cooling efficiency on suction surface for hole spacingS/d=2

(a) 孔排12

(b) 孔排16

Fig.9 Effect of blowing ratio on film cooling efficiency through holes in row 12 and row 16 on suction surface

(a) M=0.6

(b) M=1.0

(c) M=1.4

Fig.10 Distribution of film cooling efficiency on suction surface for hole spacingS/d=4

(a) 孔排12

(b) 孔排16

Fig.11 Effect of blowing ratio on film cooling efficiency through holes in row 12 and row 16 on suction surface

3.1.3 氣膜冷卻效果總性能對(duì)比

表1不同孔間距下葉片的氣膜冷卻效果

Tab.1Filmcoolingeffectivenessfordifferentholespacing

MAfηβS/d=2S/d=4S/d=2S/d=4S/d=2S/d=40.630.5640.630.530.340.130.191.038.2648.630.620.410.110.141.444.5653.460.680.460.100.12

3.2 主流湍流度對(duì)冷卻效率的影響

圖12給出了吹風(fēng)比M=1.4時(shí)，孔間距S/d=2和4時(shí)葉片壓力面在不同主流湍流度下冷卻效率的分布云圖.從圖12可以看出，當(dāng)吹風(fēng)比M=1.4時(shí)，在同一孔間距條件下，主流湍流度越小，冷卻效率越高.這是由于主流湍流度增大后，其與冷卻氣體的摻混作用加強(qiáng)，使得冷卻效率下降，但影響較小.隨著孔間距的減小，主流湍流度對(duì)氣膜冷卻效率的影響也越明顯.

(a) Tu=5%,S/d=4

(b) Tu=0.5%,S/d=4

(c) Tu=5%,S/d=2

(d) Tu=0.5%,S/d=2

Fig.12 Distribution of film cooling efficiency on pressure surface for blowing ratioM=1.4

圖13給出了吹風(fēng)比M=1.4時(shí)葉片壓力面后緣孔排氣膜冷卻效率分布云圖.從圖13可以看出，不同孔間距下，主流湍流度的改變對(duì)氣膜冷卻效率的影響不一樣.當(dāng)孔間距S/d=4時(shí)，高主流湍流度下的冷卻效率在氣膜孔附近區(qū)域低于低主流湍流度下的冷卻效率，但在X/d>10后趨于相同，甚至要高于低主流湍流度時(shí)，這是由于在中下游區(qū)域，加速流動(dòng)的主流在高湍流度下使得冷氣的貼壁性更好.而孔間距S/d=2時(shí)，低主流湍流度下的的氣膜冷卻效率一直高于高主流湍流度下的氣膜冷卻效率.

圖14給出了吹風(fēng)比M=1.4時(shí)，葉片吸力面氣膜冷卻效率分布云圖.從圖14可以看出，同一孔間距下，低主流湍流度下的綜合冷卻效率值略高于高主流湍流度下的綜合冷卻效率值.這是由于吸力面本身形狀是凸型，吹風(fēng)比M=1.4時(shí)，冷卻氣體從氣膜孔流出后易穿透主流，在高主流湍流度下與主流的摻混作用加強(qiáng)，因此氣膜冷卻效率下降.

圖13 吹風(fēng)比M=1.4時(shí)葉片壓力面后緣孔排氣膜冷卻效率分布

Fig.13 Distribution of exhaust film cooling efficiency at trailing edge on pressure surface for blowing ratioM=1.4

(a) Tu=5%,S/d=4

(b) Tu=0.5%,S/d=4

(c) Tu=5%,S/d=2

(d) Tu=0.5%,S/d=2

Fig.14 Distribution of film cooling efficiency on suction surface for blowing ratioM=1.4

圖15給出了吹風(fēng)比M=1.4時(shí)，葉片吸力面后緣孔排氣膜冷卻效率分布云圖.從圖15可以看出，孔間距S/d=4時(shí)，葉片吸力面后緣孔排氣膜冷卻效率呈現(xiàn)升高趨勢(shì)，這是由于前排孔冷氣的動(dòng)量疊加效果，使得后緣孔排的氣膜冷卻效率值升高.當(dāng)孔間距S/d=2時(shí)，孔間距較小，空間作用加強(qiáng)，疊加效果就會(huì)顯得不那么明顯，由于冷卻氣體動(dòng)量更大，與主流的摻混作用也更劇烈，因此呈現(xiàn)降低趨勢(shì).總體來講，主流湍流度對(duì)氣膜冷卻效率的影響不大.

圖15 吹風(fēng)比M=1.4時(shí)葉片吸力面后緣孔排氣膜冷卻效率分布

Fig.15 Distribution of exhaust film cooling efficiency at trailing edge on suction surface for blowing ratioM=1.4

4 結(jié) 論

(1) 相同吹風(fēng)比條件下，隨著孔間距的增大，冷卻氣體覆蓋程度變差，氣膜冷卻效率下降.受到葉片前緣孔排冷卻氣體的動(dòng)量疊加，葉片后緣冷氣覆蓋程度好，氣膜冷卻效率明顯高于前緣.

(2) 相同孔間距條件下，隨著吹風(fēng)比的增大，葉片綜合冷卻效率呈現(xiàn)升高趨勢(shì).孔間距S/d=2時(shí)，葉片前緣孔排和后緣孔排氣膜冷卻效率分布規(guī)律基本一致，孔間距S/d=4時(shí)，葉片前緣孔排與后緣孔排分布規(guī)律有所不同，吸力面后緣孔排氣膜冷卻效率沿主流流向呈現(xiàn)升高趨勢(shì).

(3) 當(dāng)吹風(fēng)比M=1.4時(shí)，主流湍流度越大，其與主流的摻混能力越強(qiáng)烈，因此氣膜冷卻效率越低，但影響較小.

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