提高燃气轮机效率的关键在于提高燃气透平的进口初温,进口温度的提高很大程度上依赖于燃气轮机叶片的耐高温材料。而目前的耐高温材料尚不能满足高温燃气的要求,透平叶片的冷却技术就成为燃气透平的关键技术。燃气轮机叶片采用的冷却方式很多,其中气膜冷却是非常重要的一种冷却方式。因此,本文对透平叶片气膜冷却特性进行研究,旨在为工程实际中叶片气膜冷却结构设计提供理论基础。通过大量收集资料,获得了模重型燃机透平第一级动叶结构参数,并采用三维建模软件SolidWorks建立叶片三维实体模型,基于有限元计算平台ANSYS CFD进行数值模拟计算。通过模拟不同的孔径和孔间距,探明了其对气膜冷却效果的影响。结果表明:(1)随着孔径的增大,叶片整体的气膜冷却效率也随之增大;(2)随着孔间距的增大,叶片气膜冷却综合效率呈现明显下降的趋势。同时还发现,叶片后缘孔排由于受到前排气膜孔叠加作用,使得后缘的气膜冷却效率要远远高于叶片前缘。通过模拟不同吹风比和主流湍流度,探明了其对气膜冷却效果的影响。结果表明:(1)其他条件不变的情况下,随着吹风比的增大,冷却射流从气膜孔流出后动量增大,受到主流掺混后还是能够对孔下游形成很好的保护。同时,随着吹风比的增大,主流和射流的作用力加强,孔间区域的冷却作用也得到加强;(2)随着主流湍流度的增大,冷却效率略有下降,但是影响效果非常有限。尤其是在孔间距较大时,湍流度的变化对气膜冷却效果的影响更加不明显。模拟了额定转速(3000r/min)工况下气膜冷却特性,探明了旋转对气膜冷却的影响,获得以下结论:(1)在动叶压力面,旋转使叶片压力面射流动量增大,极易射穿主流,冷却效果低于静止状态下;在动叶吸力面,旋转使冷气射流动量减小,降低了与主流的掺混作用,更好的保护了叶片吸力面,使得叶片吸力面冷却效果优于静止状态下;(2)旋转状态下,叶片表面的冷却效率不均匀度系数要略大于静止时叶片表面不均匀度系数,但影响不大。