一种能够防止微颗粒沉积的气冷叶片前缘结构

本发明属于叶片设计，涉及防止颗粒沉积的叶片结构，具体涉及一种能够防止微颗粒沉积的气冷叶片前缘结构。

背景技术：

1、涡轮是航空发动机中动力载荷和热载荷最大的部件之一，其工作环境十分恶劣，从而容易发生故障，涡轮气冷叶片上的颗粒沉积是其产生故障的原因之一。进入发动机的微颗粒会随着主流空气流经压气机，然后，大部分沿主流道经燃烧室后到达气冷叶片。由于燃烧室最高温度能够超过部分微颗粒的熔融温度，所以涡轮入口的微颗粒主要处于固体和熔融两种状态。这些微颗粒在与气冷叶片表面碰撞时，可能发生粘附、反弹、铺展、飞溅等多种现象，从而沉积在叶片表面。微颗粒最终在涡轮叶片上的沉积会影响其气动及换热特性，严重时会堵塞气膜孔，造成涡轮叶片温度上升及烧蚀，甚至对飞行安全产生严重影响。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供了一种能够防止微颗粒沉积的气冷叶片前缘结构，解决现有技术中由于微颗粒容易沉积在气冷叶片表面，导致气膜孔易阻塞的技术问题。

2、本发明采用如下技术方案予以实现：

3、一种能够防止微颗粒沉积的气冷叶片前缘结构，所述的气冷叶片包括压力面和前缘，所述的前缘上开设有多排气膜孔和一条横向直槽，最靠近压力面的一排气膜孔位于横向直槽内；横向直槽下方的前缘上设置有多对微型凸台，多对微型凸台为等间距布设；所述的气膜孔的孔径为d，所述的微型凸台的长、宽和高分别为0.5d、0.25d和0.1d。

4、本发明还具有如下技术特征：

5、每对微型凸台的两个微型凸台的间距为0.5d。

6、相邻的两对微型凸台之间的间距为1.75d。

7、所述的微型凸台到压力面的垂直距离为6.6d。

8、所述的横向直槽的深度为1.0d至1.5d。

9、本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

10、(ⅰ)本发明的气冷叶片前缘结构，通过在前缘设置微型凸台扰动气流流动，能够破坏“肾型涡”的形成，减少了在下游气膜孔上沉积的微颗粒，有效保障了气冷叶片前缘气膜孔的冷气出流，进而能够有效降低高压级涡轮叶片前缘的微颗粒沉积率，实现了气冷叶片前缘的高效冷却，以保证气冷叶片高效稳定运行。

11、(ⅱ)本发明的气冷叶片前缘结构，通过设置横向直槽并优化横向直槽的深度，进一步提高了气冷叶片前缘的冷却效率。

技术特征：

1.一种能够防止微颗粒沉积的气冷叶片前缘结构，所述的气冷叶片包括压力面(1)和前缘(2)，其特征在于：

2.如权利要求1所述的能够防止微颗粒沉积的气冷叶片前缘结构，其特征在于，每对微型凸台(5)的两个微型凸台(5)的间距为0.5d。

3.如权利要求1所述的能够防止微颗粒沉积的气冷叶片前缘结构，其特征在于，相邻的两对微型凸台(5)之间的间距为1.75d。

4.如权利要求1所述的能够防止微颗粒沉积的气冷叶片前缘结构，其特征在于，所述的微型凸台(5)到压力面(1)的垂直距离为6.6d。

5.如权利要求1所述的能够防止微颗粒沉积的气冷叶片前缘结构，其特征在于，所述的横向直槽(4)的深度为1.0d至1.5d。

技术总结本发明提供了一种能够防止微颗粒沉积的气冷叶片前缘结构，气冷叶片包括压力面和前缘，前缘上开设有多排气膜孔和一条横向直槽，最靠近压力面的一排气膜孔位于横向直槽内；所述的气膜孔的孔径为D，横向直槽的深度为1.0D至1.5D；横向直槽下方的前缘上设置有多对微型凸台，多对微型凸台为等间距布设。本发明通过在前缘设置微型凸台扰动气流流动，能够破坏“肾型涡”的形成，减少了在下游气膜孔上沉积的微颗粒，有效保障了气冷叶片前缘气膜孔的冷气出流，进而能够有效降低高压级涡轮叶片前缘的微颗粒沉积率，实现了气冷叶片前缘的高效冷却，以保证气冷叶片高效稳定运行。技术研发人员：刘振刚,唐淼,曾令玉,张涛,程龙,阮荣胜,张义轩,刘振侠,吕亚国,胡剑平,高文君,朱鹏飞,张丽芬,吴丁毅受保护的技术使用者：西北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11