本发明属于航空发动机以及重型燃气轮机的涡轮冷却，具体涉及一种袋状防沉结构、冷却通道及航空发动机涡轮叶片。
背景技术：
1、当航空发动机或重型燃气轮机运行在颗粒物浓度较高的区域中时(例如飞机飞行穿越火山灰、沙尘暴，或者在沙漠地区运行的重型燃气轮机)，空气中的颗粒污染物会被长时间地持续吸入燃机核心部件中。颗粒物被高速旋转的压缩机叶片破碎为更小的尺寸后，部分颗粒进入燃烧室被高温加热后与固体燃烧产物混合共同进入涡轮部件，流经叶片外表面，高温颗粒物极易发生沉积，导致叶片的几何型线发生改变，叶片表面的粗糙度增大，此外颗粒还会沉积在气膜孔中。沉积最终会改变涡轮部件的气动性能与传热特性，从而影响燃气轮机运行的可靠性与安全性。
2、由于航空发动机以及燃气轮机涡轮进口温度不断提高，甚至超过了叶片金属材料的耐热极限，工程师们在叶片内部布置了冷却通道，从压气机中抽取温度较低的气体流过该通道以带走叶片上的热量从而达到保护叶片的目的。在此过程中，颗粒物将会通过二次空气系统跟随抽取的冷气进入叶片内部冷却通道。一方面，由于内部冷却结构中包含了大量的扰流肋、扰流柱、冲击孔以及气膜孔等冷却结构，数量众多的小尺寸结构使得少量的颗粒沉积也能较大程度的影响通道的流阻特性以及换热性能；另一方面，内部冷却通道中的狭小空间也导致沉积物难以被清除，沉积的颗粒污染物将持续地对通道的气动与换热性能产生影响。因此，一种能够有效减少内部冷却通道中颗粒物沉积的结构亟待开发，但在已公开文献中，能够应用于内部冷却结构中的防沉结构十分有限。fallon等人(https://doi.org/10.1115/gt2023-102635)在冲击靶面上布置阵列的针状微结构以期降低冲击冷却结构中的颗粒物沉积量，虽然通过改变针状微结构的外形以及尝试不同的排列方式最终得到了一种可以减少沉积的结构，但整体的沉积量下降效果并不明显。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种袋状防沉结构、冷却通道及航空发动机涡轮叶片，用以解决涡轮叶片内部冷却通道中难以对颗粒污染物进行捕获的技术缺陷。
2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、第一方面，提供了一种袋状防沉结构，包括：
4、波浪形通道，具有侧壁迎风面；
5、流向分离板，设置于所述波浪形通道上，且与所述侧壁迎风面平行；
6、横向分离板，其一端与所述流向分离板连接，另一端与侧壁迎风面连接，所述流向分离板、横向分离板以及侧壁迎风面之间形成袋状流动角区，所述袋状流动角区与所述波浪形通道连通；
7、其中，当气流携带的颗粒污染物进入波浪形通道后，受流向分离板和横向分离板的作用，颗粒污染物发生分离进入袋状流动角区与其内壁碰撞并被捕获。
8、进一步地，所述横向分离板与所述波浪形通道的背风面平行。
9、进一步地，所述流向分离板与所述横向分离板之间的夹角与所述波浪形通道的转折角相同。
10、进一步地，所述流向分离板与所述侧壁迎风面的间距为波浪形通道宽度的0.1～0.6倍。
11、进一步地，所述袋状流动角区设置于波浪形通道偏转点的迎风处。
12、进一步地，所述袋状流动角区设有多个，多个所述流动角区在所述波浪形通道内呈叉排布置。
13、进一步地，所述波浪形通道的横截面为矩形。
14、进一步地，所述波浪形通道为m型结构。
15、第二方面，提供了一种冷却通道，包括通道本体，所述通道本体采用如上所述的防沉结构对颗粒污染物进行捕获。
16、第三方面，提供了一种航空发动机涡轮叶片，包括涡轮叶片本体，所述涡轮叶片本体上安装如上所述的冷却通道。
17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
18、1、布置在波浪形通道偏转点迎风面的袋状防沉结构可以在受颗粒污染气流发生偏转时较大限度地利用颗粒物自身的惯性，使其脱离冷气进入袋状流动角区，在袋状流动角区中热量不断地通过金属壁面传入并积聚，导致袋状流动角区成为了高温区，为颗粒物的捕获提供了有利条件。
19、2、将横向分离板与波浪形通道的背风面平行，在将气流分割为两个部分的同时减少冷气压力损失；其次，平行于背风面的横向分离板有助于引导气流在波浪形通道内形成更加稳定和有序的流态，减少了气流的湍流和涡旋，使得颗粒污染物更容易被捕获并沉积在通道内，而不是被重新卷入气流中。
20、3、流向分离板和横向分离板之间的夹角与波浪形通道的转折角相同，使得颗粒污染物在受到气流引导时能够更准确地进入流动角区，提高了颗粒的捕获效率，减少了颗粒的逃逸。
21、4、冷气在袋状防沉结构中的多次偏转将有效提升气流的湍流度，使得冷气在涡轮叶片内部冷却通道中具有更强的换热能力。
1.一种袋状防沉结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的袋状防沉结构，其特征在于，所述横向分离板(3)与所述波浪形通道(1)的背风面平行。
3.根据权利要求1所述的袋状防沉结构，其特征在于，所述流向分离板(2)与所述横向分离板(3)之间的夹角与所述波浪形通道(1)的转折角相同。
4.根据权利要求1所述的袋状防沉结构，其特征在于，所述流向分离板(2)与所述侧壁迎风面(4)的间距为波浪形通道(1)宽度的0.1～0.6倍。
5.根据权利要求1所述的袋状防沉结构，其特征在于，所述流动角区(5)设置于波浪形通道(1)偏转点的迎风处。
6.根据权利要求5所述的袋状防沉结构，其特征在于，所述袋状流动角区(5)设有多个，多个所述袋状流动角区(5)在波浪形通道(1)内呈叉排布置。
7.根据权利要求1所述的袋状防沉结构，其特征在于，所述波浪形通道(1)的横截面为矩形。
8.根据权利要求1所述的袋状防沉结构，其特征在于，所述波浪形通道(1)为m型结构。
9.一种冷却通道，包括通道本体，其特征在于，所述通道本体采用权利要求1-8任一项所述的防沉结构对颗粒污染物进行捕获。
10.一种航空发动机涡轮叶片，包括涡轮叶片本体，所述涡轮叶片本体上安装有权利要求9所述的冷却通道。
