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CN109339868A(43)申请公布日2019.02.15(21)申请号201811505725.0(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)发明人朱旺罗毅杨丽周益春(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.F01D5/02(2006.01)F01D5/18(2006.01)F01D5/28(2006.01)F01D9/02(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：转轴、工作叶片涡轮盘、工作叶片、导向叶片、机匣和固定件；工作叶片涡轮盘固定套设在转轴上，工作叶片涡轮盘的圆周上设置有多组工作叶片；机匣与工作叶片涡轮盘平行且间隔预设距离，机匣上设置有环形的通道，通道与工作叶片的位置相对应；导向叶片为多组，固定设置在通道内；固定件与机匣固定连接，用于将机匣固定到预设位置；转轴和工作叶片涡轮盘同轴，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，包括：工作叶片热障涂层的模拟考核与导向叶片热障涂层检测。CN109339868ACN109339868A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(101)、工作叶片涡轮盘(102)、转轴(103)、导向叶片(104)、机匣(105)和固定件(107)；所述工作叶片涡轮盘(102)固定套设在所述转轴(103)上，所述工作叶片涡轮盘(102)的圆周上设置有多组所述工作叶片(101)；所述机匣(105)与工作叶片涡轮盘(102)平行且间隔预设距离，所述机匣(105)上设置有环形的通道(106)，所述通道(106)与所述工作叶片(101)的位置相对应；所述导向叶片(104)为多组，固定设置在所述通道(106)内；所述固定件(107)与所述机匣(105)固定连接，用于将所述机匣(105)固定到预设位置；所述转轴(103)与所述工作叶片涡轮盘(102)同轴；所述工作叶片(101)和所述导向叶片(104)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(101)与所述工作叶片涡轮盘(102)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(102)的外壁沿圆周方向设有多组榫槽；所述工作叶片(101)与所述工作叶片涡轮盘(102)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，相邻两组所述工作叶片(101)的夹角相同；和/或，相邻两组所述导向叶片(104)的夹角相同。5.根据权利要求4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(101)为3组；和/或，所述导向叶片(104)为3组。6.根据权利要求5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，每组所述工作叶片(101)的数量为3个。7.根据权利要求5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，每组所述导向叶片(104)的数量为至少2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，每组所述工作叶片(101)的数量与每组所述导向叶片(104)的数量之比为3:2。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，所述导向叶片(104)与所述工作叶片(101)的夹角为θ，所述θ为：式中，U表示所述工作叶片(101)转动切向线速度，W表示气流流入所述工作叶片的(101)的相对速度，V表示气流流向所述工作叶片(101)的绝对速度。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，所述工作叶片涡轮盘(102)的半径与所述工作叶片(101)径向长度之和大于或等于旋转半径r，所述旋转半径r为：2CN109339868A权利要求书2/2页式中，v表示所述工作叶片(101)线速度，n表示所述工作叶片(101)转速。11.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(104)与机匣(105)一体成型。12.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(103)与所述工作叶片涡轮盘(102)通过螺栓固定连接。3CN109339868A说明书1/5页一种热障涂层服役工况模拟试验用