李润东，李明春，郭曾嘉，贺业光，杨天华

（沈阳航空航天大学能源与环境学院，沈阳110136）

0 引言

为了提高燃气轮机的效率，透平进口温度不断提高，与此同时，材料的发展却跟不上燃气轮机对性能的要求，必须采取有效的、先进的冷却技术以保证燃气轮机的安全运行和寿命[1]。冲击冷却作为1 种高效的冷却方法被广泛地应用在燃气轮机热端部件的保护中[2]。Weigand 等[3]、Martin[4]采用试验与数值的方法研究分析了不同参数对冲击冷却效率的影响。从以往的研究来看，降低射流冲击冷却效率的最大因素就是横流。Hollworth 等[5]对带有横流的多孔冲击冷却系统进行了研究，发现横流会导致在冲击通道内产生压差，从而使换热情况不均匀，导致冲击冷却换热效率降低。最近，一些研究学者尝试将冲击冷却与扰流柱或肋片等其他强化传热技术相结合，从而减少横流的影响，增加靶板表面的换热面积和湍流度，以期能够获得更好的换热效率和更均匀的换热效果。对此，国内外研究人员已经展开了研究。Ligrani 等[6]、El-Gabry等[7]对平板和扰流柱靶板进行了研究，发现扰流柱靶板不仅换热效果好，而且其换热均匀性也要优于平板的；Hansen 等[8]对6 种扰流柱冲击冷却系统进行研究，表明扰流柱的形状对靶板换热效率的提升效果影响非常大；贺业光等[9]对圆柱形、正方形、菱形、椭圆形扰流柱进行了研究，表明扰流柱可以将靶板平均换热效果提高1～1.3 倍；Yu R 等[10]、陈鹏等[11]对具有微小W 型肋表面的冲击冷却进行了试验与数值研究，表明在较小的冲击间距下，微小W 型肋可以在压力损失基本不变的情况下，提高冲击靶板的换热能力；……