刘亮亮， 竺晓程， 刘 昊， 杜朝辉

(上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240)

为了获得更高的推重比和热效率，现代航空燃气涡轮发动机需要不断提高涡轮入口温度，然而随着入口温度的不断提高，叶片热负荷增大，对叶片产生了极大危害。因此，为了保证叶片的安全运行，采用先进冷却技术降低涡轮叶片温度成为当前发动机研制的重点。

射流冲击冷却作为一种直接有效地增强局部换热的方法，常被应用到涡轮叶片内部冷却中，尤其是涡轮叶片的前缘区域。目前，已有很多学者研究了各射流冲击参数(如射流雷诺数、冲击间距、射流孔径、射流孔形、射流孔距和靶面曲率等)对涡轮叶片前缘冲击流动和换热的影响[1-5]。此外，还有学者提出了其他一些增强冲击换热的方法，如在冲击靶面上布置各种肋结构[6-8]，采用脉冲射流[9]及引入旋转射流[10]等技术。

由于涡轮叶片中的射流冲击冷却常采用多排孔的射流结构，因而下游的射流冲击将受到上游壁面横流的作用，使得射流向下游偏转，射流穿透力减弱，进而造成靶面换热降低[11]。因此，要增强有横流的射流冲击换热，关键是消弱横流流速、增强射流的穿透力。近年来的一些研究表明，横流边界层的发展对横流和射流动态有很大影响[12 -13]，而纵向涡发生器可以改变边界层的发展，因此可以考虑利用纵向涡发生器来增强射流冲击换热。

纵向涡发生器在换热器研究中的应用已有很多[14-16]，但在射流冲击中应用还较少，且大多数将其布置在靶面上(在弧形靶面上安置相对较难)。……