CN118917015A - 涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，通过设计高压涡轮导叶叶身冷却结构，确定高压涡轮导叶缘板待强化冷却位置。给定高压涡轮导叶缘板双排微细管阵冷却结构参数，构建缘板带有双排错开布置的微细管阵冷却结构高压涡轮导叶整体三维模型。建立高压涡轮导叶缘板微细管阵冷却三维流热耦合计算模型，对高压涡轮导叶缘板全三维流热耦合计算；对高压涡轮导叶叶身及缘板整体全三维流热耦合计算，若涡轮导叶温度参数符合预定温度标准，设计完成。本发明技术方案，能够解决燃气轮机高压涡轮导叶叶身受结构尺寸空间以及冷却空气用量限制，导致叶身温度分布不均匀，冷却空气较难覆盖导致叶片缘板烧蚀，引起叶片失效无法工作的问题。

Description

涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法

技术领域

本发明属于燃气轮机设计技术领域，特别涉及一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法。

背景技术

随着燃气轮机性能指标的不断提高及其工作使用边界的不断拓宽，涡轮进口温度不断增加，对高负荷条件下长时间连续工作的涡轮叶片材料耐温等级和冷却结构设计提出更高要求。

在现役发动机运行和新发动机研制过程中，涡轮叶片存在着较难冷却的区域，特别是尺寸空间相对狭小、流动相对复杂的端壁及叶顶等位置极易形成冷却“盲区”甚至“死区”，这些位置的金属温度均接近叶片合金的耐热极限，类似现象在国外研究人员开展燃气轮机设计与试验时也有报道。西门子等公司瞬态液晶测量和数值计算获得的涡轮动叶表面温度分布显示：在叶身、端壁和叶顶处出现明显的局部高温区。这些难以冷却的局部高温区域极易导致涡轮叶片发生局部烧蚀，给涡轮叶片冷却设计带来了极大的困难。加之随着发动机使用环境的拓宽、性能要求的提高，涡轮进口温度不断提高，进一步增大了涡轮叶片冷却结构的设计难度。

因此，在传统大尺度冷却结构难以满足冷却“盲区”、“死区”降温需求的情况下，创新和发展涡轮叶片的高效冷却结构，在不增加冷气用量的基础上进一步提升冷却效果，对于先进高性能燃气涡轮发动机研制具有重要的科学意义和实用价值。

发明内容

本发明实施例提供一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，能够解决燃气轮机高压涡轮导叶叶身受结构尺寸空间以及冷却空气用量限制，导致叶身温度分布不均匀，冷却空气较难覆盖，导致叶片缘板烧蚀，引起叶片失效无法工作的问题。

本发明实施例中，提供一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，包括：

S101、根据涡轮导叶叶身外型，确定不带微细管阵冷却通道的涡轮导叶叶身冷却结构，对涡轮导叶进行全三维流热耦合计算分析，确定导叶缘板温度场分布情况及数据信息，获得高压涡轮导叶缘板对流换热系数，得到高压涡轮导叶叶身温度场分布情况及数据信息；

S102、确定所述涡轮导叶缘板待布置强化冷却结构的高温区位置；

S103、根据导叶缘板的表面结构，结合涡轮导叶缘板至少包括导叶缘板厚度、宽度、长度的结构尺寸参数，给定涡轮导叶缘板上下两排圆形微细管阵的冷却结构参数；

S104、构建导叶缘板带有双排错开布置的微细管阵冷却结构高压涡轮导叶整体三维模型，建立高压涡轮导叶缘板微细管阵冷却三维流热耦合计算模型；

S105、基于涡轮导叶缘板三维模型，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格，开展涡轮导叶缘板全三维流热耦合计算分析，得到涡轮导叶缘板温度场分布及温度数据，若涡轮导叶缘板温度场参数符合第一预定温度标准，则设计过程结束；否则，重复S101至S105，直至涡轮导叶缘板温度参数达到所述第一预定温度标准；

S106、进行涡轮导叶叶身及缘板整体全三维流热耦合计算分析，得到增加带有双排错开布置的微细管阵冷却结构后包含叶身及缘板的涡轮导叶的温度场参数和数据信息；若涡轮导叶温度场参数符合第一预定温度标准，则设计过程结束；否则，重复S101至S106，直至涡轮导叶温度参数达到所述第一预定温度标准。

进一步地，根据导叶缘板的表面结构，结合涡轮导叶缘板至少包括导叶缘板厚度、宽度、长度的结构尺寸参数，给定涡轮导叶缘板上下两排圆形微细管阵的冷却结构参数，包括：

基于涡轮导叶缘板需要强化冷却的具体位置，根据导叶缘板表面近似平行四边形的结构特点，结合至少包括涡轮导叶缘板厚度、宽度、长度的结构尺寸参数，给定上下两排圆形微细管阵冷却结构参数；

其中，所述上下两排圆形微细管阵冷却结构参数，包括：沿缘板厚度方向设置上下两排微细圆形管的位置到缘板通流表面的距离、沿缘板宽度方向设置上下两排微细圆形管的位置到缘板侧面的距离、沿缘板宽度方向设置上下两排微细圆形管的数量、上下两排每个微细管的管径。

进一步地，基于高压涡轮导叶缘板全三维流热耦合计算分析，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格，得到导叶缘板温度场分布及温度数据，包括：

将涡轮导叶缘板微细管阵冷却三维流热耦合计算模型导入到网格划分程序，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格，根据涡轮导叶缘板及叶身温度和对流换热系数，以及冷却空气进出口温度压力边界条件，利用全三维流热耦合计算分析程序，开展涡轮导叶缘板全三维流热耦合计算分析，得到涡轮导叶缘板温度场分布及数据；

若涡轮导叶缘板温度参数符合第二预定温度标准，则执行下一步；否则，通过至少包括减小上下两排管中心线到缘板通流表面的距离、增加两个微细管排管的数量、增大两个微细管排的管径、减小上下两排管之间的距离来调整横向单排圆形微细管阵冷却结构参数，重复S102至S105，直至涡轮导叶缘板温度参数达到所述第二预定温度标准。

进一步地，所述设计方法，包括：

若涡轮导叶缘板的最高温度高于所用金属材料耐温等级，则所述第二预定温度标准为：涡轮导叶缘板最高温度低于所用金属材料耐温等级；

若涡轮导叶缘板的最高温度低于所用金属材料耐温等级，则预定温度标准为：涡轮导叶缘板最高温度降低不低于10℃。

进一步地，进行涡轮导叶叶身及缘板整体全三维流热耦合计算分析，得到增加带有双排错开布置的微细管阵冷却结构后包含叶身及缘板的涡轮导叶的温度场参数和数据信息，包括：

基于涡轮导叶进出口边界条件，将涡轮导叶缘板缘板带有双排错开布置的微细管阵冷却结构高压涡轮导叶整体三维模型导入到网格划分程序，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格；利用全三维流热耦合计算分析程序，开展涡轮导叶全三维流热耦合计算分析，得到增加双排微细管阵冷却结构后包含叶身及缘板高压涡轮导叶的温度场分布参数和数据信息。

进一步地，对涡轮导叶进行全三维流热耦合计算分析，包括：

基于构建的导叶三维模型导入到网格划分程序，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格，利用全三维流热耦合计算分析程序，开展涡轮导叶全三维流热耦合计算分析，得到涡轮导叶缘板温度场分布及数据，作为后续分析及采用微细管阵冷却设计后对比依据；

获得涡轮导叶缘板对流换热系数，作为后续分析的边界条件，得到涡轮导叶的叶身温度场分布及数据。

进一步地，所述圆形微细管阵冷却结构冷却，其圆管管径取值在0.2mm～0.6mm之间，微细管排结构能够增加冷却通道的换热面积，增大对流换热系数。

进一步地，所述方法，包括：

所述涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却，阻断导叶叶栅通道内的高温燃气向缘板外侧的热传递；通过减小微细管阵圆管直径，将冷却空气输送至所述涡轮导叶缘板的任意位置，实现缘板冷却需求的精准定制化输送，有针对性地对缘板高温区进行冷却。

进一步地，计算域三维建模软件采用UG NX软件，全三维流热耦合计算分析软件采用CFX、Fluent软件，网格划分采用ICEM CFD软件。

本发明所带来的有益效果如下：

从上述方案可以看出，本发明实施例提供一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，通过设计高压涡轮导叶叶身的冷却结构，对高压涡轮导叶进行全三维流热耦合计算分析，确定高压涡轮导叶缘板需要强化冷却的位置。给定高压涡轮导叶缘板双排微细管阵冷却结构参数，构建缘板带有双排错开布置的微细管阵冷却结构高压涡轮导叶整体三维模型。建立高压涡轮导叶缘板微细管阵冷却三维流热耦合计算模型，对高压涡轮导叶缘板全三维流热耦合计算分析，对高压涡轮导叶叶身及缘板整体全三维流热耦合计算分析。本发明技术方案，能够解决燃气轮机高压涡轮导叶叶身受结构尺寸空间以及冷却空气用量限制，导致叶身温度分布不均匀，冷却空气较难覆盖，导致叶片缘板烧蚀，引起叶片失效无法工作的问题。

附图说明

图1表示本发明实施例的一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，能够解决燃气轮机高压涡轮导叶缘板受端区横向二次流影响及结构尺寸空间限制，冷却空气较难覆盖，导致叶片缘板烧蚀的问题，进而提供一种适合于燃气轮机高压涡轮导叶，具有优良冷却及隔热效果的横向双排圆形微细管阵高压涡轮导叶缘板冷却结构设计方法，避免叶片超温运行，引起叶片失效无法工作的问题。

如图1所示，图1表示本发明实施例的一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法流程图。

图中，一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，包括：

S101、根据涡轮导叶叶身外型，确定不带微细管阵冷却通道的涡轮导叶叶身冷却结构，对涡轮导叶进行全三维流热耦合计算分析，确定导叶缘板温度场分布情况及数据信息，获得高压涡轮导叶缘板对流换热系数，得到高压涡轮导叶叶身温度场分布情况及数据信息。

本发明实施例中，在涡轮气动设计得到的导叶外型基础上，开展涡轮导叶叶身冷却结构设计，导叶缘板暂不开展气膜冷却等冷却结构设计，得到带冷却结构的高压涡轮导叶三维模型。

对涡轮导叶进行全三维流热耦合计算分析，根据涡轮导叶进出口边界条件，将构建好的导叶三维模型导入到网格划分程序，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格，而后利用全三维流热耦合计算分析程序，开展涡轮导叶全三维流热耦合计算分析，得到高压涡轮导叶缘板温度场分布及数据，作为后续分析及采用双排微细管阵冷却设计后对比依据，获得高压涡轮导叶缘板对流换热系数，作为后续分析的边界条件，并得到高压涡轮导叶的叶身温度场分布及数据。

若涡轮导叶叶身温度参数符合预定温度标准，即涡轮导叶叶身最高温度低于所用金属材料耐温等级，则执行下一步；若不符合预定标准，则重复上述步骤，直至导叶叶身温度参数达到预定标准。

S102、确定所述涡轮导叶缘板待布置强化冷却结构的高温区位置。

本发明实施例中，确定涡轮导叶缘板需要强化冷却的位置。根据导叶缘板温度场分布及数据，判断涡轮导叶缘板高温区的位置，即为涡轮导叶缘板需要强化冷却的具体位置，后续将对这些高温位置布置微细管阵冷却结构。

S103、根据导叶缘板的表面结构，结合涡轮导叶缘板至少包括导叶缘板厚度、宽度、长度的结构尺寸参数，给定涡轮导叶缘板上下两排圆形微细管阵的冷却结构参数。

本发明实施例中，基于涡轮导叶叶身需要强化冷却的具体位置，根据导叶缘板表面近似平行四边形的结构特点，结合至少包括涡轮导叶缘板厚度、宽度、长度的结构尺寸参数，给定横向单排圆形微细管阵冷却结构参数。

其中，所述上下两排圆形微细管阵冷却结构参数，包括：沿缘板厚度方向设置上下两排微细圆形管的位置到缘板通流表面的距离、沿缘板宽度方向设置上下两排微细圆形管的位置到缘板侧面的距离、沿缘板宽度方向设置上下两排微细圆形管的数量、上下两排每个微细管的管径。

本发明实施例中，对上排管，包括：沿缘板厚度方向设置的微细圆形管的位置到缘板通流表面的距离H1、沿缘板宽度方向设置的微细圆形管的位置到缘板侧面的距离W、沿缘板宽度方向设置的微细圆形管的数量N或者间距L、每个微细管的管径φ、沿缘板长度方向设置的每个微细管的路径。对下排管，包括：沿缘板厚度方向设置的微细圆形管的位置到缘板通流表面的距离H2、沿缘板宽度方向设置的微细圆形管的位置到缘板侧面的距离Q、沿缘板宽度方向设置的微细圆形管的数量S或者间距T、每个微细管的管径ψ、沿缘板长度方向设置的每个微细管的路径。

S104、构建导叶缘板带有双排错开布置的微细管阵冷却结构高压涡轮导叶整体三维模型，建立高压涡轮导叶缘板微细管阵冷却三维流热耦合计算模型。

本发明实施例中，带冷却结构的导叶三维模型，利用给定的横向双排圆形微细管阵冷却结构参数，在高压涡轮导叶缘板设置两排中心线均与缘板侧壁面平行的微细圆形截面管排，构建缘板带有横向相互错开布置的双排圆形微细管阵冷却结构，且叶身带有冷却结构的高压涡轮导叶三维模型，并通过在叶片空腔位置设置空心微细连接管道，将冷却通道前后贯通。

基于所述涡轮导叶三维模型，忽略导叶叶身冷却结构，仅利用导叶叶身外型，仅提取带有横向相互错开布置的双排圆形微细管阵冷却结构的高压涡轮导叶缘板模型。

S105、基于涡轮导叶缘板三维模型，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格，开展涡轮导叶缘板全三维流热耦合计算分析，得到涡轮导叶缘板温度场分布及温度数据，若涡轮导叶缘板温度场参数符合第一预定温度标准，则设计过程结束；否则，重复S101至S105，直至涡轮导叶缘板温度参数达到所述第一预定温度标准。

本发明实施例中，将构建的高压涡轮导叶缘板微细管阵冷却三维流热耦合计算模型导入到网格划分程序，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格，根据步骤二得到的高压涡轮导叶缘板及叶身温度和对流换热系数，以及冷却空气进出口温度压力边界条件，利用全三维流热耦合计算分析程序，开展高压涡轮导叶缘板全三维流热耦合计算分析，得到高压涡轮导叶缘板温度场分布及数据。

若涡轮导叶缘板温度参数符合第二预定温度标准，则执行下一步；否则，通过至少包括减小上下两排管中心线到缘板通流表面的距离、增加两个微细管排管的数量、增大两个微细管排的管径、减小上下两排管之间的距离来调整横向单排圆形微细管阵冷却结构参数，重复S102至S105，直至涡轮导叶缘板温度参数达到所述第二预定温度标准。

本发明实施例中，若涡轮导叶缘板的最高温度高于所用金属材料耐温等级，则所述第二预定温度标准为：涡轮导叶缘板最高温度低于所用金属材料耐温等级；

若涡轮导叶缘板的最高温度低于所用金属材料耐温等级，则预定温度标准为：涡轮导叶缘板最高温度降低不低于10℃。

S106、涡轮导叶叶身及缘板整体全三维流热耦合计算分析，得到增加微细管阵冷却结构后包含叶身及缘板的涡轮导叶温度场参数和数据信息；若涡轮导叶温度场参数符合第一预定温度标准，则设计过程结束；否则，重复S101至S106，直至涡轮导叶温度参数达到所述第一预定温度标准。

本发明实施例中，采用相同的高压涡轮导叶进出口边界条件，将构建好的缘板带有双排错开布置的微细管阵冷却结构高压涡轮导叶整体三维模型导入到网格划分程序，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格，而后利用全三维流热耦合计算分析程序，开展高压涡轮导叶全三维流热耦合计算分析，得到增加双排微细管阵冷却结构后的高压涡轮导叶(含叶身及缘板)温度场分布和数据。

本发明实施例中，圆形微细管阵冷却结构冷却圆管管径取值通常在0.2mm—0.6mm之间，较小直径的管排有利于成倍的增加冷却通道的换热面积，同时成倍的增大对流换热系数，从而实现缘板的超级冷却。显然，通过微细管阵，不仅可以实现高压涡轮导叶缘板冷却的全覆盖，而且完全满足缘板冷却需求，因此，可以取消缘板气膜冷却，传统缘板气膜冷却受端区横向二次流影响，以及空间结构限制，导致气膜难以覆盖冷却“死区”的问题也将不复存在，可以更容易地满足燃气轮机高压涡轮导叶缘板冷却降温需求。

本发明的又一个实施例中，所高压涡轮导叶缘板横向双排圆形微细管阵冷却，可以通过减小微细管阵圆管直径(最小可到0.2mm)，将冷却空气输送至导叶缘板任意位置，从而实现缘板冷却需求的精准定制化输送，可以有针对性地对缘板高温区进行冷却。

所述高压涡轮导叶缘板横向双排圆形微细管阵冷却，采用双排结构，彻底阻断了导叶叶栅通道内的高温燃气向缘板外侧的热传递，进一步降低了缘板外侧的温度，一方面，降低了缘板的应力，另一方面，降低了用于导叶叶身冷却的空气温度，有助于改善叶身的冷却效果，降低叶身温度，提高叶身寿命。

本发明技术方案，所述高压涡轮导叶缘板横向双排圆形微细管阵冷却，导叶缘板内部是空心结构，可以减轻导叶重量1％。

本发明的又一个实施例中，计算域三维建模软件采用UG NX软件，全三维流热耦合计算分析软件采用CFX、Fluent软件，网格划分采用ICEM CFD软件。

本发明实施例中，一种高压涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却设计方法具有通用性，不仅局限于燃气轮机高压涡轮导叶设计，同样适用于航空发动机高压涡轮导叶设计。

本发明的又一个实施例中，一种高压涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却设计方法，在充分利用常规高压涡轮导叶全三维流热耦合计算方法的基础上，根据燃气轮机高压涡轮导叶缘板结构特点，重点针对高压涡轮导叶缘板高温区，重新组织了导叶缘板冷却结构设计及温度场计算过程，提出了一种适合于燃气轮机高压涡轮导叶缘板的横向双排圆形微细管阵冷却设计方法，得到了高压涡轮导叶缘板高效冷却结构设计方法，解决了燃气轮机高压涡轮导叶缘板难以冷却的问题。

本发明实施例中，通过较小直径(0.2mm—0.6mm)的微细管排，成倍的增加冷却通道的换热面积和对流换热系数，从而实现缘板的超级冷却。不仅可以实现高压涡轮导叶缘板冷却的全覆盖，而且完全满足缘板冷却需求，因此，可以取消缘板气膜冷却，有效解决传统气膜冷却结构，由于缘板附近受端区横向二次流影响，以及空间结构限制，存在气膜难以覆盖的冷却“死区”的问题，进而能够有效解决叶片缘板烧蚀难题。

本发明实施例中，通过微细管阵将冷却空气输送至导叶缘板任意位置，从而实现缘板冷却需求的精准定制化输送，从而实现有针对性地对缘板高温区进行重点冷却，满足了导叶缘板局部冷却降温需求。

本发明提出的一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，采用双排结构，彻底阻断了导叶叶栅通道内的高温燃气向缘板外侧的热传递，降低了缘板外侧的温度，有利于降低了缘板应力，降低导叶叶身冷却空气温度，改善叶身的冷却效果，降低叶身温度，提高叶身寿命。

本发明实施例中，一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，充分发挥微细管阵较佳的冷却效果，取消导叶缘板气膜孔冷却结构，从而减弱缘板气膜冷却对主流的影响，有利于减小涡轮导叶缘板冷热掺混损失，提高涡轮效率。所设计的导叶缘板冷却结构，可以通过导叶缘板后侧直接排出冷却空气，不仅有利于下游动叶冷却，也有利于导叶与动叶缘板之间的封严，避免燃气“入侵”高压涡轮轮盘盘腔。所设计的导叶缘板内部是空心结构，有利于减轻导叶重量，提高发动机的功重比。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，其特征在于，所述设计方法，包括：

S101、根据涡轮导叶叶身外型，确定不带微细管阵冷却通道的涡轮导叶叶身冷却结构，对涡轮导叶进行全三维流热耦合计算分析，确定导叶缘板温度场分布情况及数据信息，获得高压涡轮导叶缘板对流换热系数，得到高压涡轮导叶叶身温度场分布情况及数据信息；

S102、确定所述涡轮导叶缘板待布置强化冷却结构的高温区位置；

S103、根据导叶缘板的表面结构，结合涡轮导叶缘板至少包括导叶缘板厚度、宽度、长度的结构尺寸参数，给定涡轮导叶缘板上下两排圆形微细管阵的冷却结构参数；

S104、构建导叶缘板带有双排错开布置的微细管阵冷却结构高压涡轮导叶整体三维模型，建立高压涡轮导叶缘板微细管阵冷却三维流热耦合计算模型；

S105、基于涡轮导叶缘板三维模型，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格，开展涡轮导叶缘板全三维流热耦合计算分析，得到涡轮导叶缘板温度场分布及温度数据，若涡轮导叶缘板温度场参数符合第一预定温度标准，则设计过程结束；否则，重复S101至S105，直至涡轮导叶缘板温度参数达到所述第一预定温度标准；

S106、进行涡轮导叶叶身及缘板整体全三维流热耦合计算分析，得到增加带有双排错开布置的微细管阵冷却结构后包含叶身及缘板的涡轮导叶的温度场参数和数据信息；若涡轮导叶温度场参数符合第一预定温度标准，则设计过程结束；否则，重复S101至S106，直至涡轮导叶温度参数达到所述第一预定温度标准。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，其特征在于，根据导叶缘板的表面结构，结合涡轮导叶缘板至少包括导叶缘板厚度、宽度、长度的结构尺寸参数，给定涡轮导叶缘板上下两排圆形微细管阵的冷却结构参数，包括：

基于涡轮导叶缘板需要强化冷却的具体位置，根据导叶缘板表面近似平行四边形的结构特点，结合至少包括涡轮导叶缘板厚度、宽度、长度的结构尺寸参数，给定上下两排圆形微细管阵冷却结构参数；

其中，所述上下两排圆形微细管阵冷却结构参数，包括：沿缘板厚度方向设置上下两排微细圆形管的位置到缘板通流表面的距离、沿缘板宽度方向设置上下两排微细圆形管的位置到缘板侧面的距离、沿缘板宽度方向设置上下两排微细圆形管的数量、上下两排每个微细管的管径。

3.根据权利要求1所述的一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，其特征在于，基于涡轮导叶缘板三维模型，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格，开展涡轮导叶缘板全三维流热耦合计算分析，得到导叶缘板温度场分布及温度数据，包括：

将涡轮导叶缘板微细管阵冷却三维流热耦合计算模型导入到网格划分程序，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格，根据涡轮导叶缘板及叶身温度和对流换热系数，以及冷却空气进出口温度压力边界条件，利用全三维流热耦合计算分析程序，开展涡轮导叶缘板全三维流热耦合计算分析，得到涡轮导叶缘板温度场分布及数据；

若涡轮导叶缘板温度参数符合第二预定温度标准，则执行下一步；否则，通过至少包括减小上下两排管中心线到缘板通流表面的距离、增加两个微细管排管的数量、增大两个微细管排的管径、减小上下两排管之间的距离来调整横向单排圆形微细管阵冷却结构参数，重复S102至S105，直至涡轮导叶缘板温度参数达到所述第二预定温度标准。

4.根据权利要求3所述的一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，其特征在于，所述设计方法，包括：

若涡轮导叶缘板的最高温度高于所用金属材料耐温等级，则所述第二预定温度标准为：涡轮导叶缘板最高温度低于所用金属材料耐温等级；

若涡轮导叶缘板的最高温度低于所用金属材料耐温等级，则预定温度标准为：涡轮导叶缘板最高温度降低不低于10℃。

5.根据权利要求1所述的一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，其特征在于，进行涡轮导叶叶身及缘板整体全三维流热耦合计算分析，得到增加带有双排错开布置的微细管阵冷却结构后包含叶身及缘板的涡轮导叶的温度场参数和数据信息，包括：

基于涡轮导叶进出口边界条件，将涡轮导叶缘板缘板带有双排错开布置的微细管阵冷却结构高压涡轮导叶整体三维模型导入到网格划分程序，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格；利用全三维流热耦合计算分析程序，开展涡轮导叶全三维流热耦合计算分析，得到增加双排微细管阵冷却结构后包含叶身及缘板高压涡轮导叶的温度场分布参数和数据信息。

6.根据权利要求1所述的一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，其特征在于，对涡轮导叶进行全三维流热耦合计算分析，包括：

基于构建的导叶三维模型导入到网格划分程序，划分全三维计算所需的流体域和固体域网格，利用全三维流热耦合计算分析程序，开展涡轮导叶全三维流热耦合计算分析，得到涡轮导叶缘板温度场分布及数据，作为后续分析及采用微细管阵冷却设计后对比依据；

获得涡轮导叶缘板对流换热系数，作为后续分析的边界条件，得到涡轮导叶的叶身温度场分布及数据。

7.根据权利要求1所述的一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，其特征在于，所述圆形微细管阵冷却结构冷却，其圆管管径取值在0.2mm～0.6mm之间，微细管排结构能够增加冷却通道的换热面积，增大对流换热系数。

8.根据权利要求1所述的一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，其特征在于，所述方法，包括：

所述涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却，阻断导叶叶栅通道内的高温燃气向缘板外侧的热传递；通过减小微细管阵圆管直径，将冷却空气输送至所述涡轮导叶缘板的任意位置，实现缘板冷却需求的精准定制化输送，有针对性地对缘板高温区进行冷却。

9.根据权利要求1所述的一种涡轮导叶缘板双排圆形微细管阵冷却结构设计方法，其特征在于，计算域三维建模软件采用UG NX软件，全三维流热耦合计算分析软件采用CFX、Fluent软件，网格划分采用ICEM CFD软件。