提高涡轮发动机效率的重要途径是提高其入口温度，而高温下涡轮发动机的寿命取决于相关零部件的材料特性和冷却方法的效率。目前广泛采用的一种重要冷却方法是涡轮叶栅端壁气膜冷却，该方法中冷空气穿过涡轮叶片上内外端壁离散冷却孔进行交换，且冷空气流经冷却孔后在主流热空气与被保护表面之间形成保护层。但这种方法中喷射的冷空气与端壁附近的外流场相互作用产生气动力和热动力损失，并且消耗冷却空气，从而损害涡轮的整体循环效率。 针对上述问题，本文以大型低速线性涡轮叶栅为对象进行其端壁气膜冷却的传热研究。在发展一种新的测试技术的基础上，结合叶栅下游流场测量，获得了叶栅端壁上冷却膜隔热效率的分布，使得叶栅端壁上下冷却层的冷却效率可分别定量描述。以无端壁气膜冷却和有端壁气膜冷却两种情况进行研究，对比地获得了两者的综合损耗和二次流特征区域随冷却气体供给压力和注射位置的变化规律。这种气动力损失和冷却空气损耗的定量化，可为端壁气膜冷却技术的气动力成本和冷却效益提供数据。 论文还进行了叶片冷却孔质量流的测量与常静压气流混合分析，结合前述气动力损失和冷却空气损耗的测量结果表明，端壁气膜冷却的综合损失明显地由三个部分组成：叶片冷却孔内产生的损失；由于冷却空气与主流热空气的混合产生的损失；二次流的变化产生的损失。本文的研究成果显示，冷却孔内产生的损失是主要的，并且低静压区域的冷空气喷射会增加单位冷空气质量流的消耗；喷射的冷空气与叶栅端壁流场之间有强烈的相互作用；二次流对冷却空气的流动轨迹有较强的影响；冷空气喷射能延缓端壁入口边界层的三维分离、改变二次流从而减少其相关损耗。 揭示流场的三维特性以及喷射的冷空气与端壁附近的外流场相互作用规律是涡轮叶栅端壁气膜冷却设计成功的关键，本文的研究成果增加了对此规律的更深入了解。