白 超,郭兆元

(1.中国船舶重工集团公司第705研究所,陕西 西安 710077;2.哈尔滨工程大学 动力与能源学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

目前先进的燃气涡轮机涡轮前入口温度已经远超过材料的耐温极限，为了保证燃气轮机安全、高效和长期地运行，就必须采用合理的冷却方案。交叉肋通道是一种特殊的内部强化扰流肋结构，最早由前苏联设计并使用，且取得了较好的效果，近年来越来越多的研究人员开始研究这种特殊的冷却结构[1]。

国外方面，Nagoga[2]将前苏联和俄罗斯的涡轮叶片中的交叉肋通道进行了系统性的总结，发现交叉肋通道不仅具有高于普通蛇形通道以及柱肋通道的换热能力，还具有适应陶瓷材料熔模铸造技术的高鲁棒性和较高的叶片强度，可以使高压涡轮叶片尾缘处的寿命提高约40倍。Bunker[3]采用实验的方法对平板交叉肋通道的流动换热情况进行了研究，通过液晶和红外热像方法对不同几何结构的交叉肋通道测量后发现，当雷诺数在2×104到1×105之间时，交叉肋通道的换热能力是光滑通道的2.5～3倍。Ramireddy等[4]采用数值模拟的方法在两层交叉肋通道的基础上研究了矩形截面和U型截面三层交叉肋通道，结果发现三层交叉肋通道的综合换热效果要低于两层交叉肋通道，原因是阻力大幅度增加。

国内方面，张勃等[5]对不同几何参数的交叉肋通道进行了实验研究，结果发现当雷诺数在5×104到1.2×105之间时，交叉肋通道的换热效果比光滑通道提高了5～9倍，而总压损失增加了3个数量级。……