现代高效燃气轮机涡轮的涡轮前进气温度已经远远高于叶片材料能够承受的温限，因此，对叶片采用适当的冷却技术进行冷却非常重要。通常，叶片的冷却是通过在叶片内设计冷却通道对叶片实行对流、冲击和气膜冷却。叶片冷却中最严峻的部位之一是叶片尾缘，因为根据气动力学的要求这里设计得最薄，而内冷通道也不能对尾缘实施冷却，一个非常有效的办法是在内冷通道后部设计一个偏劈缝结构，可以将内冷通道的冷气从偏劈缝引出对叶片尾缘实现气膜冷却。 本文根据涡轮叶片尾缘冷却的设计要求和实际工作情况，重点分析了叶片转折角对尾缘气膜冷却特性的影响，即考虑了燃气主流与叶片尾缘存在夹角后尾缘气膜冷却和流动阻力特性的变化情况。 首先本文对前人工作进行了回顾，从不同的角度分析了涡轮叶片冷却的研究进展情况，指出了现有文献对叶片尾缘冷却研究的不足，提出了本文研究的要点：由于叶片转折角的存在导致了叶片尾缘面受燃气主流的冲击，实验和数值模拟分析了这种燃气来流方向与尾缘存在一定夹角时对尾缘气膜冷却特性的影响。 然后本文模拟了涡轮叶片尾缘冷却特有的偏劈缝结构，该结构主要由一楔角为10度的楔形通道组成，通道内布置了三排扰流拄，排列方式为叉排，冷气流流经扰流拄后从偏劈缝射出对叶片尾缘段实施冷却。通过三维数值模拟对此结构的叶片尾缘气膜冷却进行了计算分析，主要考虑了六种影响尾缘温度特性的参数，它们分别是尾缘长度（ 4，5，6，7，8，9，10）；偏劈缝的长度与间距比（ 0.4，0.45，0.5，0.55，0.6，0.65，0.7）；偏劈缝长宽比（ 2.5，3，3.5，4，4.5，5，5.5）；冷气流出气角（ 0°，2°，4°，6°，8°，10°）；吹风比（ 0.7，0.77，0.81，0.91，1.04，1.18，1.44）和冷气流雷诺数（ 3000~30000）。计算分析了以上参数变化对尾缘面温度分布和冷却效果以及流动阻力的影响情况，计算表明尾缘面上的温度最低点在尾缘段的中前部而并不是在冷气流出口处；温度最高点在尾缘端部叶背一侧，而并非在尾缘正端部处；当冷气雷诺数达到某一数值后，继续增加雷诺数不能进一步提高尾缘段的气膜冷却效果等结论。 在以上研究基础上，本文从实验和数值模拟两方面详细研究了叶片转折角对尾缘气膜冷却特性的影响，这部分是全文的重点。实验在吹风比为1，冷气流雷诺数为3000和6000条件下进行，针对不同的燃气来流与叶片尾缘夹角（0°，2°，4°，6°，8°，10°，12°，14°，16°，18°，20°）进行了实验，为了分析叶片尾缘的绝热壁面有效温比，将尾缘材料由金属铝板更换成绝热板后重复上述实验，一共对44组工况进行了实验研究，实验数据主要分析了温度、气膜冷却效果和冷却效率以及绝热壁面有效温比在尾缘上的分布情况，实验研究得到的结论主要有叶片尾缘气膜冷却的平均冷却效果随冷气流雷诺的增大而升高，随叶片转折角的增大也逐渐升高；叶片尾缘气膜冷却的平均冷却效率随冷气流雷诺的增大反而降低，随叶片转折角的增大微弱升高；绝热壁面叶片尾缘气膜冷却的平均绝热壁面有效温比随冷气流雷诺数的增大而增大，而基本不随叶片转折角的影响等。数值模拟工况与实验完全相同，计算结果较好的与实验数据相吻合，通过对变化曲线的拟合分析得到了与实验相同的结论，并进一步分析了流动阻力情况，得到了冷却效果的提高是以增大流动阻力为代价的结论。 再接下来本文分析了这种偏劈缝楔形通道中扰流拄形状对通道内部流动换热的影响，在扰流拄体积和高度的相等的前提下，对限定方程进行离散，计算得到了一种拥有最佳形状的曲线扰流拄，证明了由这种扰流拄组成的通道换热量是同样条件下所有扰流拄中最好的。 最后，文章对实验和计算研究进行了总结和展望，进一步强调了涡轮叶片尾缘冷却研究的紧迫性和重要性。