本发明专利技术公开了一种模拟燃气轮机透平叶片榫头/榫槽结构的试验装置，包括进气结构、出气结构、榫头与榫槽装配间隙结构；榫头与榫槽装配间隙结构参考实际燃气轮机透平叶片中的典型榫头/榫槽结构。在实验过程中，压缩空气首先通过进气结构进入榫头与榫槽装配间隙结构，随后通过出气结构流出。本发明专利技术有助于掌握压缩空气在榫头/榫槽试验结构内的流动过程，可以开展关于榫头/榫槽内流动传热特性的相关研究。榫头与榫槽装配间隙结构参考了实际燃气轮机透平叶片，使得试验的结果更加贴近实际情况。使得试验的结果更加贴近实际情况。使得试验的结果更加贴近实际情况。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟燃气轮机透平叶片榫头/榫槽结构的试验装置
[0001]本专利技术属于燃气轮机
，特别涉及一种模拟燃气轮机透平叶片榫头/榫槽结构的试验装置。
技术介绍
[0002]燃气轮机凭借其功率密度大、体积小重量轻、启停速度快等诸多优势在航空推进、船舶动力、陆用发电等工业领域应用广泛。提高燃气轮机透平的进口温度是提高燃气轮机循环效率及功率的重要途径。目前先进燃气轮机的透平进气温度已经超过了透平叶片材料的承受温度。因此对透平叶片热端进行冷却是十分必要的。对叶片热端部件进行冷却一方面可以降低其温度梯度以减少热应力，另一方面可以降低零件的表面温度以达到叶片材料可以承受的温度。燃气轮机透平叶片的榫头榫槽结构在装配过程中会产生一对锯齿状的装配间隙。这种间隙中间流通截面宽，两头流通截面窄，呈现“S”型，局部还可能会出现死角。这样复杂的结构对于流动与换热都带来了很大的影响，其中影响最大的是流动特性和局部换热特性。在实际工程应用中，装配间隙中的流动和传热特性往往被简化。目前关于榫头榫槽结构的研究基本都集中于对其结构的优化，几乎没有对于装配间隙内流动换热影响的研究。
技术实现思路
[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种模拟燃气轮机透平叶片榫头/榫槽结构的试验装置，以模拟装配间隙结构参数对榫头/榫槽装配间隙流动与换热的影响。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种模拟燃气轮机透平叶片榫头/榫槽结构的试验装置，包括进气结构、出气结构以及装配间隙结构；所述进气结构和出气结构均为顶部开口底部密封的空心柱状结构，其中，进气结构的顶部开口为进气口，出气结构的顶部开口为出气口，所述装配间隙结构两端连通进气结构和出气结构的内部空间，其间隙形状模拟燃气轮机透平叶片与轮盘之间的榫头与榫槽安装间隙。
[0006]在一个实施例中，所述进气结构和出气结构的截面形状为矩形。
[0007]在一个实施例中，所述装配间隙结构两端分别与进气连接板、出气连接板粘连，进气连接板四周分布有通孔一，出气连接板四周分布有通孔二，进气连接板在通孔一处与进气结构螺栓连接，出气连接板在通孔二处与出气结构螺栓连接；装配后的进气连接板位于进气结构与装配间隙之间，出气连接板位于出气结构与装配间隙之间。
[0008]在一个实施例中，所述装配间隙结构由亚克力板一、亚克力板二以及垫片拼接组成，所述亚克力板一与亚克力板二拼接形成实际燃气轮机透平叶片中的榫头与榫槽契合安装结构，二者之间形成装配间隙，所述垫片封堵于所述装配间隙的底部。
[0009]在一个实施例中，所述亚克力板一由顶板一、连接板一和侧板一顺次连接组成，所
述顶板一为水平板或类水平板，所述侧板一为竖直板或类竖直板，所述连接板一为倾斜板，连接所述顶板一的后侧边沿与所述侧板一的顶端边沿；
[0010]所述亚克力板二由顶板二、连接板二和侧板二顺次连接组成，所述顶板二为水平板或类水平板，位于所述顶板一的上方；所述侧板二为竖直板或类竖直板，位于所述侧板一的后方；所述连接板二连接所述顶板二的后侧边沿与所述侧板二的顶端边沿；
[0011]所述装配间隙由所述侧板一与所述侧板二之间的间隙一以及所述连接板一与所述连接板二之间的间隙二组成，所述垫片设置于所述间隙一中。
[0012]在一个实施例中，所述侧板一底部设置有通孔，所述顶板二上开有若干通孔
‑
键槽结构；所述亚克力板一、亚克力板二与垫片通过所述通孔螺栓连接；所述亚克力板一与亚克力板二通过所述通孔
‑
键槽结构螺栓连接。
[0013]在一个实施例中，所述顶板二的底面与所述顶板一的顶面贴合；所述连接板二的前侧面为向后内凹的弧形，所述连接板一的后侧面为平直的板状，所述侧板一与所述侧板二之间的间隙距离为装配间隙宽度D，所述垫片的顶部与所述顶板一的顶面之间的距离为榫头/榫槽结构高度h，所述间隙一的长度方向与竖直方向的夹角为榫头/榫槽结构与竖直方向间的夹角θ。
[0014]在一个实施例中，所述弧形的弧顶与所述连接板一的距离大于所述装配间隙宽度D。
[0015]在一个实施例中，所述亚克力板一与亚克力板二之间通过螺栓连接，二者之间的装配距离可调，所述垫片的高度尺寸有多种规格或所述垫片在所述间隙一中的装配位置可调。
[0016]在一个实施例中，所述装配间隙宽度D的取值为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm；所述榫头/榫槽结构高度h的取值为224.1mm、249.1mm、274.1mm、299.1mm或324.1mm；所述榫头/榫槽结构与竖直方向间的夹角θ取值为5
°
、10
°
、15
°
、20
°
或25
°
。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018](1)专利技术了一种模拟燃气轮机透平叶片榫头/榫槽的试验结构，模拟了榫头/榫槽内的流动过程，可以开展关于榫头/榫槽内流动传热特性的研究。
[0019](2)榫头/榫槽结构参数设计参考了实际燃气轮机透平叶片的设计，试验结构更接近实际的燃气轮机透平叶片。
[0020](3)改变榫头/榫槽结构的不同高度、装配间隙宽度可以通过更换垫片的尺寸或位置实现。
[0021](4)当需要改变榫头/榫槽结构的高度及装配间隙宽度时，因为亚克力板二已与两端的连接板用胶粘连，因此更换相应尺寸的垫片时只需要拆卸安装亚克力板一，随后在亚克力板一与两端的连接板接触处用硅脂加以密封，保证实验的准确性，使得实验工作得到简化。
[0022](5)当改变榫头榫槽结构与竖直方向的夹角时，选择好对应尺寸的亚克力板一、亚克力板二、进气连接板、出气连接板、垫片。随后将亚克力板一、亚克力板二、垫片进行螺栓连接，装配后形成装配间隙结构。随后在装配间隙结构的两端分别用胶粘连对应的连接板，最后将两端的连接板在通孔处通过螺栓连接分别与进气结构、出气结构相连。
附图说明
[0023]图1为叶片与涡轮轮盘装配参考示意图。
[0024]图2为一种模拟燃气轮机透平叶片榫头/榫槽试验装置的示意图。
[0025]图3为图2中的榫头与榫槽装配间隙结构的示意图。
[0026]图4为榫头/榫槽结构与竖直方向夹角示意图。
[0027]图5为图3结构的装配示意俯视图。
[0028]图6为图3结构的装配示意前视图。
[0029]图7为榫头/榫槽结构与出气结构的装配示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式进行详细说明。本实施例仅为根据上述技术方案给出的一种具体的实施方式，并不用来限定本专利技术的实施范围，基于本专利技术技术原理做的其他等效变化均属于本专利技术的保护范围。
[0031]燃气轮机透平叶片与涡轮轮盘利用榫头101与榫槽102进行安装的结构如图1所示，其侧边缘产生了一对锯齿状的装配间隙103。该间隙呈现本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟燃气轮机透平叶片榫头/榫槽结构的试验装置，其特征在于，包括进气结构(3)、出气结构(4)以及装配间隙结构(5)；所述进气结构(3)和出气结构(4)均为顶部开口底部密封的空心柱状结构，其中，进气结构(3)的顶部开口为进气口(1)，出气结构(4)的顶部开口为出气口(2)，所述装配间隙结构(5)两端连通进气结构(3)和出气结构(4)的内部空间，其间隙形状模拟燃气轮机透平叶片与轮盘之间的榫头与榫槽安装间隙。2.根据权利要求1所述模拟燃气轮机透平叶片榫头/榫槽结构的试验装置，其特征在于，所述进气结构(3)和出气结构(4)的截面形状为矩形。3.根据权利要求1所述模拟燃气轮机透平叶片榫头/榫槽结构的试验装置，其特征在于，所述装配间隙结构(5)两端分别与进气连接板(9)、出气连接板(10)粘连，进气连接板(9)四周分布有通孔一(91)，出气连接板(10)四周分布有通孔二(1001)，进气连接板(9)在通孔一(91)处与进气结构(3)螺栓连接，出气连接板(10)在通孔二(1001)处与出气结构(4)螺栓连接；装配后的进气连接板(9)位于进气结构(3)与装配间隙(5)之间，出气连接板(10)位于出气结构(4)与装配间隙(5)之间。其目的在于在实验过程中改变榫头/榫槽结构参数时，只需拆卸更换进气连接板(9)、出气连接板(10)，无需更改进气结构(3)、出气结构(4)，使实验得到简化同时节约了实验成本。4.根据权利要求1所述模拟燃气轮机透平叶片榫头/榫槽结构的试验装置，其特征在于，所述装配间隙结构(5)由亚克力板一(6)、亚克力板二(7)以及垫片(8)拼接组成，所述亚克力板一(6)与亚克力板二(7)拼接形成实际燃气轮机透平叶片中的榫头与榫槽契合安装结构，二者之间形成装配间隙，所述垫片(8)封堵于所述装配间隙的底部。5.根据权利要求4所述模拟燃气轮机透平叶片榫头/榫槽结构的试验装置，其特征在于，所述亚克力板一(6)由顶板一(61)、连接板一(62)和侧板一(63)顺次连接组成，所述顶板一(61)为水平板或类水平板，所述侧板一(63)为竖直板或类竖直板，所述连接板一(62)为倾斜板，连接所述顶板一(61)的后侧边沿与所述侧板一(63)的顶端边沿；所述亚克力板二(7)由顶板二(71)、连接板二(72)和侧板二(73)顺次连接组成，所述顶板二(71)为水平板或类水平板，位于所述顶板一(61)的上方；所述侧板二(73)为...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘钊，孙睿，丰镇平，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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