[发明专利]涡轮叶片的冷效试验件

说明书

本发明公开了一种涡轮叶片的冷效试验件，用于进行涡轮叶片的冷却效果试验，冷效试验件包括用于将二次流冷气引入测试叶片中的测试叶片组件、用于安装测试叶片组件的试验段、与试验段的进气端密封连接的用于将主流燃气引入试验段中的进气测量段以及与试验段的出气端密封连接的用于将主流燃气和二次流冷气混合后的气流排出至外界的排气段，测试叶片组件包括测试叶片、沿试验段的径向与测试叶片连接的冷气段法兰、设于冷气段法兰上的用于与测试叶片的冷气进口连通的冷气过渡段以及与冷气过渡段连通的用于将二次流冷气引入测试叶片中的测试冷气导管，冷气段法兰安装于试验段上，测试叶片伸入至试验段内。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，特别地，涉及一种涡轮叶片的冷效试验件。

背景技术

随着先进航空发动机涡轮前温度的日益提高，涡轮部件在越来越高的温度下工作，为保证涡轮叶片能安全可靠的工作，发展更为先进的涡轮叶片冷却技术至关重要。在设计涡轮叶片的过程中，需要对涡轮叶片进行冷却效果试验，以确定涡轮叶片的冷却特性，验证涡轮叶片是否满足冷却设计要求。如果不满足冷却设计要求，则需要对冷却叶片进行改进设计，直至满足冷却设计要求。

现有涡轮叶片的冷效试验件由进气测量段、试验段和排气段组成。测试叶片和陪衬叶片安装于试验段内形成叶栅通道。集气盒通过螺栓连接在试验段的进口上，多个集气盒内的空气管分别陪衬叶片与测试叶片的冷气进口焊接连接，二次流冷气先进入集气盒内再从空心管进入叶片，然后从叶片上的气膜孔和尾缘劈缝进入叶栅通道，二次流冷气的气流损失大，导致试验状态下二次流冷气的流速和发动机设计状态下的二次流冷气的流速存在偏差，此外，由于主流燃气和二次流冷气会从集气盒与试验段的连接处产生不同程度的泄露，并且集气盒中的二次流冷气被主流燃气包围，使进入测试叶片前的冷气温度升高，从而影响冷效试验结果的准确性。

发明内容

本发明提供了一种涡轮叶片的冷效试验件，以解决现有的涡轮叶片的冷效试验件进行冷却效果试验时漏气严重且进入测试叶片的冷气温度升高而影响试验结果的准确性的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种涡轮叶片的冷效试验件，用于进行涡轮叶片的冷却效果试验，冷效试验件包括用于将二次流冷气引入测试叶片中的测试叶片组件、用于安装测试叶片组件的试验段、与试验段的进气端密封连接的用于将主流燃气引入试验段中的进气测量段以及与试验段的出气端密封连接的用于将主流燃气和二次流冷气混合后的气流排出至外界的排气段，测试叶片组件包括测试叶片、沿试验段的径向与测试叶片连接的冷气段法兰、设于冷气段法兰上的用于与测试叶片的冷气进口连通的冷气过渡段以及与冷气过渡段连通的用于将二次流冷气引入测试叶片中的测试冷气导管，冷气段法兰安装于试验段上，测试叶片伸入至试验段内。

进一步地，测试叶片上设有多个冷气进口，冷气段法兰上设有多个冷气过渡段，冷气过渡段与冷气进口一一对应设置，测试冷气导管与冷气过渡段一一对应连接。

进一步地，测试叶片上设有用于通过热电偶检测测试叶片的温度的热电偶槽。

进一步地，试验段内设有用于模拟燃气涡轮内气流通道的主流道以及与主流道连通的用于安装冷气段法兰的安装口，测试叶片伸入至主流道内。

进一步地，主流道内还安装有多个陪衬叶片，多个陪衬叶片与测试叶片组合构成叶栅通道，主流道内的叶栅通道与燃气涡轮内多个涡轮叶片形成的叶栅通道相同。

进一步地，试验段上还设与陪衬叶片的冷气进口连通的用于将二次流冷气引入陪衬叶片内的陪衬冷气导管。

进一步地，试验段还包括沿叶栅通道的出气方向延伸并与排气段的进气端连接的出气通道。

进一步地，进气测量段内设有进气通道，进气通道的横截面形状与主流道的进气口的形状相同，通过进气通道将主流燃气整流后引入主流道内，进气测量段上设有用于测量进气通道内的主流燃气的静压的进气静压探针，进气测量段的进气端设有用于与主流燃气气源密封连接的进气法兰盘。