一种热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109443773A(43)申请公布日2019.03.08(21)申请号201811506732.2(22)申请日2018.12.10(71)申请人湘潭大学地址411100湖南省湘潭市雨湖区羊牯塘27号(72)发明人杨丽罗毅朱旺周益春(74)专利代理机构北京中政联科专利代理事务所(普通合伙)11489代理人陈超(51)Int.Cl.G01M15/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型(57)摘要本发明公开了一种热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型，包括：工作叶片、工作叶片涡轮盘、固定件、导向叶片、导向叶片涡轮盘、机匣和转轴；工作叶片涡轮盘套设于转轴上，与转轴沿径向间隙配合，工作叶片涡轮盘的外壁圆周上设置有工作叶片；固定件与工作叶片涡轮盘固定连接，将工作叶片涡轮盘固定到预设位置；导向叶片涡轮盘固定套设于转轴上,导向叶片涡轮盘和机匣之间设置有环形的通道；转轴、工作叶片涡轮盘和导向叶片涡轮盘同轴；工作叶片和导向叶片上涂覆有热障涂层。本发明用于热障涂层高温、冲蚀、CMAS腐蚀、高速旋转、湍流、尾迹、热斑等复杂工况的模拟试验与测试，适用于工作叶片热障涂层的检测与机制研究。CN109443773ACN109443773A权利要求书1/2页1.一种热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型，其特征在于，包括：工作叶片(201)、工作叶片涡轮盘(202)、固定件(203)、导向叶片(204)、导向叶片涡轮盘(205)、机匣(206)和转轴(207)；所述工作叶片涡轮盘(202)套设于所述转轴(207)上，与所述转轴(207)沿径向间隙配合，所述工作叶片涡轮盘(202)的外壁圆周上设置有所述工作叶片(201)；所述固定件(203)与所述工作叶片涡轮盘(202)固定连接，用于将所述工作叶片涡轮盘(202)固定到预设位置；所述导向叶片涡轮盘(205)固定套设于所述转轴(207)上，所述导向叶片涡轮盘(205)与所述工作叶片涡轮盘(202)平行且间隔第一预设距离，所述导向叶片涡轮盘(205)和机匣(206)之间设置有环形的通道(208)，所述通道(208)与所述工作叶片(201)的位置相对应；所述导向叶片(204)为多个，固定设置在所述通道(208)内；所述转轴(207)、所述工作叶片涡轮盘(202)和所述导向叶片涡轮盘(205)同轴；所述工作叶片(201)和所述导向叶片(204)上涂覆有热障涂层。2.根据权利要求1所述的热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型，其特征在于，所述工作叶片(201)与所述工作叶片涡轮盘(202)榫接。3.根据权利要求2所述的热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型，其特征在于，所述工作叶片涡轮盘(202)的外壁圆周上设有榫槽；所述工作叶片(201)与所述工作叶片涡轮盘(202)连接的一端设置有与所述榫槽形状相匹配的榫头。4.根据权利要求1所述的热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型，其特征在于，所述工作叶片(201)与所述固定件(203)分别位于所述工作叶片涡轮盘(202)轴线的相对两侧。5.根据权利要求1所述的热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型，其特征在于，所述导向叶片(204)和所述导向叶片涡轮盘(205)一体成型。6.根据权利要求1所述的热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型，其特征在于，所述导向叶片(204)远离所述导向叶片涡轮盘(205)的一端与所述机匣(206)保持第二预设距离。7.根据权利要求1所述的热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型，其特征在于，所述导向叶片(204)的数量为24个。8.根据权利要求1所述的热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型，其特征在于，所述工作叶片(201)与所述导向叶片(204)的夹角为θ，所述θ为：式中，U表示所述工作叶片(201)相对于导向叶片(204)转动切向线速度，W表示气流流入所述工作叶片(201)的相对速度，V表示气流流向所述工作叶片(201)的绝对速度。9.根据权利要求1所述的热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型，其特征在于，所述工作叶片涡轮盘(202)的半径与所述工作叶片(201)径向长度之和大于或等于旋转半径r，所述旋转半径r为：2CN109443773A权利要求书2/2页式中，r表示所述工作叶片(201)相对于所述导向叶片(204)旋转时的旋转半径，v表示所述工作叶片(201)相对于所述导向叶片(204)的线速度，n表示所述工作叶片(201)相对于所述导向叶片(204)转速。10.根据权利要求1所述的热障涂层服役工况模拟试验用涡轮模型，其特征在于，所述转轴(207)与所述导向叶片涡轮盘(205)通过螺栓连接。3CN109443773A说明书1/5页一