刘建华，刘永葆，贺 星，余又红，刘 莉

（1.海军工程大学动力工程学院，武汉430033；2.宜春学院物理科学与工程技术学院，江西宜春336000）

涡轮叶片多层结构热障涂层隔热效果分析

刘建华1，刘永葆1，贺 星1，余又红1，刘 莉2

（1.海军工程大学动力工程学院，武汉430033；2.宜春学院物理科学与工程技术学院，江西宜春336000）

为了获得叶栅流场作用下涡轮叶片热障涂层隔热性能，建立了带多层结构热障涂层的高压涡轮导叶模型，采用热流耦合方法计算热障涂层系统温度场，对叶片不同部位的涂层隔热效果，以及厚度和主流进口温度对隔热效果的影响进行研究。结果表明：涂层实际隔热效果在叶片吸力面最好，在尾部最差，在压力面沿顺流方向渐好。虽然涂层表面温度不同，但涂层内部的温降幅度与涂层表面温度的相关性不大，在吸力面涂层内部的温度降幅斜率最大，在尾部最小。隔热面层厚度每增加0.1 mm使合金平均温度约降低30℃。涂层隔热效果对主流进口温度较敏感，主流进口温度的变化与基底合金温降指标变化呈线性关系。

热障涂层；温度场；隔热效果；敏感性；高压涡轮；导流叶片

0 引言

为了提高材料的耐高温和抗腐蚀能力，热障涂层（TBC）作为1种表面防护技术越来越多地被应用于燃气轮机高温部件[1]。涡轮叶片承受高温燃气冲刷，在涡轮进口温度不断提高的情况下，仅依靠空气冷却已经不能满足要求[2]，利用热障涂层进行隔热防护成为重要手段。对于热障涂层的隔热性能研究主要包括2方面：一方面从材料学角度出发，研究制备方法、材料成分、微观结构等对涂层隔热性能的影响[3-4]；……