燃气轮机在实践执役过程中不可避免地经过进气吸入外界颗粒污染物（比方地上砂粒、尘埃及大气颗粒物等）。尽管燃气轮机进气体系设备有过滤设备，但难以彻底根绝细小颗粒进入燃气轮机。颗粒物在燃气轮机中会给压气机、燃烧室及透相等部件形成不一样方式和程度的危害。在透平中，颗粒物因被高温熔化，易于在叶片外表产生堆积，导致透平气热功能产生退化。跟着燃气轮机运转压比和温度的逐步的前进，透平中颗粒物的堆积问题必将更杰出。此外，为保护透平叶片不被高温烧蚀，叶片将选用调集多种冷却方式的双层壁冷却结构。双层壁冷却叶片中各冷却单元彼此干与与耦合，导致其金属温度散布愈加杂乱，给透平颗粒物堆积效应的研讨带来了愈加严峻的应战。

  本文针对双层壁冷却透平叶栅的颗粒物堆积效应，在某重型燃气轮机实在运转工况下，选用非定常流热耦合数值模仿办法剖析了颗粒物在透平叶栅中的非定常搬迁规则及在叶片外表的动态堆积特性，进一步针对双层壁冷却叶片杂乱的冷却结构及金属温度散布，把握了燃气温度、颗粒物粒径及组分对其堆积特性的影响机制，研讨成果为颗粒物影响下的高效透平气热规划奠定了根底，并为燃气轮机的运转保护及前进燃气轮机的环境适应性供给了辅导。

  冲击孔、扰流柱以及气膜孔等冷却结构彼此耦合干与，在叶片外表产生杂乱的温度散布。大部分颗粒因惯性碰击到了叶片压力面。跟着运转时长的添加，压力面前缘和后弦区域堆积量较大。

  颗粒物及叶片的温度随燃气温度的升高而升高，导致堆积概率增大，但堆积增长率逐步下降。

  增大颗粒尺度导致颗粒的随流性削弱，颗粒更简单脱离干流碰击叶片外表产生堆积。当粒径从1 μm添加到20 μm，压力面上的堆积功率增长了74.9 %，气膜孔下流的低堆积区消失。

  黏度较大的颗粒碰击叶片外表后难以产生“形变”，导致其在壁面上堆积概率下降。软化温度前进100 ℃，堆积功率下降了22.0 %。

  本研讨尽管选用非定常数值模仿办法把握了双层壁冷却叶片外表的颗粒物非稳态堆积特性，但透平中的颗粒物堆积问题杂乱且现有堆积模型的猜测精度较低，实验测验可供给愈加精确牢靠的成果。为此，本团队搭建了颗粒物堆积高温实验台，后续将在挨近叶片实在高温条件下选用实践颗粒研讨复合冷却结构的颗粒堆积效应，堆集特征实验数据，树立猜测精度更高、适用性更广的堆积模型。

  西安交通大学能动学院叶轮机械研讨所TurboAero团队由丰镇平教授领衔，长时间从事叶轮机械气动热力学与热端部件冷却技能、气热耦合优化、气固两相流中的堆积效应与换热强化效应等相关的教育与根底研讨。团队现有教授3人、副教授2人、助理教授1人，近年来掌管国家“两机”严重专项项目/专题/条件建设项目共8项、国家自然科学基金委要点/面上/青年项目8项以及企业院所托付的“两机”项目多项，教育和科研成果别离获国家级教育成果奖二等奖（2项）、陕西省高等教育教育成果奖一等奖和国防科学技能前进一等奖、我国机械工业科技奖一等奖、世界优秀论文奖（SAGE Best Paper Prize）等。

  通讯作者：杨星，西安交通大学，副教授，于2018年10月参加TurboAero团队，2021年11月至2023年10月在德国斯图加特大学从事博士后研讨工作，2023年11月至今先后担任德国斯图加特大学航天热力学研讨所（ITLR）和飞机推动体系研讨所（ILA）副研讨员；掌管国家自然科学基金（面上/青年）和国家“两机”专项专题等各类科研项目9项，参加国家自然科学基金要点项目、“两机”相关课题及企业托付项目、德国研讨基金会（DFG）协作研讨项目（SFB-TRR 364: SyTrac）共10余项；宣布学术论文106篇，其间SCI论文44篇（榜首作者33篇/通讯作者6篇）；申请专利15项（授权3项）、挂号软件著作权4项；担任《International Journal of Rotating Machinery》副主编、《推动技能》和《热能动力工程》青年编委；先后当选国家“博新方案”、德国洪堡学者、西安交通大学第七届“十大学术新人”；曾获GPPS Service Award、ASME YETEP Award、ASME IGTI Student Scholarship和“航空强国我国心”立异奖学金。