CN115234314A - 一种猫爪形气膜冷却孔结构、设计方法及涡轮叶片 - Google Patents
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Abstract
本发明一种猫爪形气膜冷却孔结构、设计方法及涡轮叶片，属于燃气轮机和航空发动机涡轮叶片冷却技术领域；包括圆柱形气膜主孔，其展向的两侧均设置有展向气膜冷却支孔，在主流高温燃气的流向上设置有流向气膜冷却支孔；所述展向气膜冷却支孔和流向气膜冷却支孔的入口均位于圆柱形气膜主孔的周壁上，出口均与圆柱形气膜主孔的出口位于同侧；冷气从圆柱形气膜冷却主孔的入口射入，经过展向气膜冷却支孔与流向气膜冷却支孔的分流，最终从四个出口喷出，在外壁面上形成冷却气膜，进而冷却涡轮叶片。本发明通过两种气膜冷却支孔的布置，增大了圆柱形气膜冷却主孔的出口面积，削弱了出口法向动量，气膜冷却效率得到了进一步提升。
Description
技术领域
本发明属于燃气轮机和航空发动机涡轮叶片冷却技术领域，具体涉及一种猫爪形气膜冷却孔结构、设计方法及涡轮叶片。
背景技术
发展先进燃气轮机和航空发动机需要不断提高涡轮进口温度，这使得涡轮部件的工作环境将更为恶劣，涡轮叶片表面的热负荷明显增大，为了避免涡轮叶片发生高温烧蚀，保证燃气涡轮的安全、可靠工作，必须通过提高涡轮叶片的材料耐温极限，或开发出更为高效的冷却手段。但材料的耐温极限的提升远低于涡轮进口温度的提升，因此必须对其采取高效的冷却措施。气膜冷却一方面可以隔绝高温燃气，避免叶片壁面和高温燃气直接接触，同时还能通过与叶片壁面换热，达到降低叶片壁面温度的作用。
最经典的气膜冷却孔是圆柱形气膜冷却孔，其设计简单、加工方便，相对于无孔的涡轮叶片，其显著提高了涡轮叶片表面的气膜冷却效果，但在大吹风比条件下，圆柱形气膜冷却孔射流出口动量过于集中，在大吹风比时冷却射流容易脱离壁面，而无法形成有效的气膜覆盖。由于没有展向(叶高方向)的扩张，其气膜展向覆盖效果较差，冷气利用率较低。近年来，众多学者针对气膜冷却孔的孔型进行了研究，提高气膜冷却孔的冷气覆盖效果，但复杂的气膜冷却孔从加工工艺、加工成本、应用成熟度等方面存在诸多问题，如Louver形孔、收缩缝孔、腰形缝孔、震荡孔等的加工工艺及加工成本均较高，且应用成熟度上考虑是无法实际应用的。
因此研究人员提出了采用分叉气膜冷却孔进行气膜冷却，常规的分叉孔结构均在气膜冷却主孔的展向(叶高方向)上布置气膜冷却支孔，以提高气膜冷却效果，但气膜冷却效果的提升是有限的。必须进一步提升气膜冷却效果以满足涡轮叶片日益增长的冷却需求。
发明内容
要解决的技术问题：
为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种用于涡轮叶片的新型猫爪形气膜冷却孔结构，与传统分叉气膜冷却孔相比，猫爪形气膜冷却孔通过布置一定角度的流向气膜冷却支孔从而减小冷却射流的入射角度，增强气膜的流向贴壁效果，同时通过流向气膜冷却支孔进一步增大整个气膜冷却孔的出口面积，削弱了气膜的法向动量，进一步促进了其流向与展向覆盖效果，从而进一步提升气膜冷却效果以满足更高的冷却需求，具有较好的应用前景。且由于所采用的气膜冷却支孔均为圆柱形气膜冷却孔，在保证打孔角度时加工难度远远低于异形气膜冷却孔，有着较为广泛的应用前景。
本发明的技术方案是：一种猫爪形气膜冷却孔结构，包括圆柱形气膜主孔，其展向的两侧均设置有展向气膜冷却支孔，在主流高温燃气的流向上设置有流向气膜冷却支孔；
所述展向气膜冷却支孔和流向气膜冷却支孔的入口均位于圆柱形气膜主孔的周壁上，出口均与圆柱形气膜主孔的出口位于同侧；冷气从圆柱形气膜冷却主孔的入口射入，经过展向气膜冷却支孔与流向气膜冷却支孔的分流，最终从四个出口喷出，在外壁面上形成冷却气膜，进而冷却涡轮叶片。
本发明的进一步技术方案是：所述圆柱形气膜主孔的轴向与主流高温燃气的流向成倾角α，α取值在25-50°之间；其直径为D，取值为0.5-1.5mm；孔的轴向长度为L，取值为3～7D。
本发明的进一步技术方案是：所述圆柱形气膜主孔沿轴向分为前段和后段，主孔前段位于入口侧，长度为L1；主孔后段位于出口侧，长度为L2。
本发明的进一步技术方案是：所述主孔前段L1取值为1/4～1/2L。
本发明的进一步技术方案是：所述展向气膜冷却支孔的入口位于主孔后段的周壁上。
本发明的进一步技术方案是：所述展向气膜冷却支孔的轴向与圆柱形气膜主孔的轴向夹角为α2，α2取值为10～15°。
本发明的进一步技术方案是：所述流向气膜冷却支孔的轴向与圆柱形气膜主孔的轴向夹角为α1，α1取值为10～15°，直径为d1＝D/2。
一种猫爪形气膜冷却孔结构的设计方法，具体步骤如下：
步骤1：沿所述圆柱形气膜主孔的径向取圆截面并分为四等分，该圆截面位于距离圆柱形气膜主孔入口的L1处；以所述圆截面的半径为展向气膜冷却支孔与流向气膜冷却支孔的直径画圆；
步骤2：将位于圆柱形气膜主孔展向两侧的圆面，作为基础圆面；将两个所述基础圆面沿壁面法向方向拉伸并沿展向方向的两侧各旋转α2，得到两侧的展向气膜冷却支孔；
步骤3：将位于圆柱形气膜主孔流向上的圆面，沿圆柱形气膜冷却主孔流动方向拉伸后沿主流流动方向旋转α1，得到流向气膜冷却支孔。
本发明的进一步技术方案是：所述展向气膜冷却支孔的出口中点与圆柱形气膜冷却主孔的出口中点距离为K1；所述流向气膜冷却支孔的出口中点与圆柱形气膜冷却主孔的出口中点距离为K2。
一种涡轮叶片，包括沿展向和流向排布的若干猫爪形气膜冷却孔结构；
沿展向，同排的相邻所述猫爪形气膜冷却孔结构展向距离为p＝3～7D；相邻排的相邻猫爪形气膜冷却孔结构展向距离为p1，取值为0～1p；当p1＝0或p时，所述猫爪形气膜冷却孔结构的排布方式为顺排布置，当0<p1<p时，所述猫爪形气膜冷却孔结构的排布方式为叉排布置；
沿流向，相邻所述猫爪形气膜冷却孔结构的流向距离为S，取值为5～10D。
有益效果
本发明的有益效果在于：所述的猫爪形气膜冷却孔结构在传统的分叉气膜冷却孔的基础上，通过在圆柱形气膜冷却主孔出口附近的主流流动方向上布置流向气膜冷却支孔，从而减小流向气膜冷却支孔内冷气入射角度，促进气膜流向覆盖效果，值得注意的是，流向气膜冷却支孔的打孔角度不能过大或过小，否则在涡轮叶片上的孔位置处形成尖角区域，从而影响叶片强度。另外通过两种气膜冷却支孔的布置，增大了圆柱形气膜冷却主孔的出口面积，削弱了出口法向动量，从而保证了气膜的流向与展向覆盖效果相对于传统分叉气膜冷却孔，其气膜冷却效率得到了进一步提升，可满足更高的冷却需求。另外由于所采用的气膜冷却支孔在均为常规的圆柱形气膜冷却孔，因此在加工工艺与加工难度上的要求远远低于异形气膜冷却孔，有着较为广泛的应用前景。采用所述猫爪形气膜冷却孔结构的涡轮叶片具有冷却效果好，加工简单，应用前景广泛等优点。
优选的，本发明将流向气膜冷却支孔的轴向与圆柱形气膜主孔的轴向夹角α1设置在10～15°之间，该值不易过大或过小，当α1大于15°时会导致流向气膜冷却支孔入口及出口区域出现尖角从而影响叶片强度，当α1小于10°时会导致流向气膜冷却支孔与主孔之间出现干涉，使得气膜冷却孔内出现尖角，从而影响其打孔精度及气膜冷却孔内的叶片强度。
附图说明
图1：猫爪形气膜冷却孔示意图；
图2：猫爪形气膜冷却孔主视剖视图；
图3：猫爪形气膜冷却孔沿气膜孔流动方向的俯视图；
图4：猫爪形气膜冷却孔侧视剖视图；
图5：猫爪形气膜冷却孔气膜排布方式；
图6：本发明猫爪形气膜冷却孔与圆柱形气膜冷却孔及传统分叉气膜冷却孔展向平均的气膜冷却效率对比；
图7：本发明猫爪形气膜冷却孔与圆柱形气膜冷却孔及传统分叉气膜冷却孔面积平均的气膜冷却效率对比；
图8：本发明猫爪形气膜冷却孔与圆柱形气膜冷却孔下游及传统分叉气膜冷却孔无量纲温度分布与流线图对比；
图9：本发明猫爪形气膜冷却孔在涡轮叶片上的排布示意图；
附图标记说明：1.圆柱形气膜冷却主孔前段，2.展向气膜冷却支孔A，3.展向气膜冷却支孔B，4.流向气膜冷却支孔，5.圆柱形气膜冷却主孔后段，6.圆柱形气膜冷却主孔入口，7.圆柱形气膜冷却支孔出口，8.展向气膜冷却支孔A出口，9.展向气膜冷却支孔B出口，10.流向气膜冷却支孔出口，11.主流高温燃气，12.二次流低温冷气，13.叶片待冷却表面，14.压力面猫爪形气膜冷却孔，15.吸力面猫爪形气膜冷却孔。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1所示，本实施例一种由于涡轮叶片的猫爪形气膜冷却孔结构，在圆柱形气膜主孔的展向方向上左右各布置两个展向气膜冷却支孔，左右展向气膜冷却支孔出口均与原有的圆柱形气膜冷却孔平行，并在此基础上在主流高温燃气的流动方向上布置一个流向气膜冷却支孔，其出口也与原有的圆柱形气膜主孔平行。冷气从圆柱形气膜冷却主孔的入口射入，经过展向气膜冷却支孔与流向气膜冷却支孔的分流，最终从四个出口喷出，在外壁面上形成气膜冷却，进而冷却涡轮叶片。
所述的猫爪形气膜冷却孔结构的圆柱形气膜主孔倾角为α，取值在25-50°之间，直径为D，取值为0.5-1.5mm，孔长为L，取值为3～7D，圆柱形气膜冷却主孔前段长度为L1，圆柱形气膜冷却主孔后段长度为L2，L1一般取值为1/4～1/2L。在圆柱形气膜主孔中心线上后段上布置左右各两个展向气膜冷却支孔，展向气膜冷却支孔直径为d2＝D/2。具体的布置方式为：如图3中所示，在圆柱形气膜主孔中心线上距离入口L1处将圆截面四等分，以半径为展向气膜冷却支孔与流向气膜冷却支孔的直径画圆，上下圆面为展向气膜冷却支孔的基础圆面，将这两个基础圆面沿壁面法向方向拉伸并沿展向方向左右各旋转α2而成，α2取值为10～15°，故其与圆柱形气膜冷却主孔中心线的夹角为α2，展向气膜冷却支孔出口与圆柱形气膜冷却主孔出口的距离为K1。如图3中所示，流向气膜冷却支孔为右侧圆面沿圆柱形气膜冷却主孔流动方向拉伸后沿主流流动方向旋转α1而成，α1取值为10～15°，直径为d1＝D/2，流向气膜冷却支孔出口与圆柱形气膜冷却主孔出口的距离为K2。值得注意的是α1不能过大或过小，当α1大于15°时会导致流向气膜冷却支孔入口及出口区域出现尖角从而影响叶片强度，当α1小于10°时会导致流向气膜冷却支孔与主孔之间出现干涉，使得气膜冷却孔内出现尖角，从而影响其打孔精度及气膜冷却孔内的叶片强度。
本实施例一种采用猫爪形气膜冷却孔结构的涡轮叶片，将所述猫爪形气膜冷却孔结构在涡轮叶片上进行排布，对于同一排气膜冷却孔，每个气膜冷却孔之间的距离为p＝3～7D，所述的猫爪形气膜冷却孔结构前后排的展向距离为p1，取值为0～1p，当p1＝0或p时，所述的猫爪形气膜冷却孔结构的排布方式为顺排布置，当0<p1<p时，所述的猫爪形气膜冷却孔结构的排布方式为叉排布置。所述的猫爪形气膜冷却孔结构的前后排的流向距离为S，取值为5～10D。
实施例一：本实施例是一种用于涡轮叶片的新型猫爪形气膜冷却孔结构。所述的猫爪形气膜冷却孔由圆柱形气膜冷却主孔与展向气膜冷却支孔A2,展向气膜冷却支孔B3，流向气膜冷却支孔4组成。圆柱形气膜冷却主孔分为圆柱形气膜冷却主孔前段1与圆柱形气膜冷却主孔后段5，二次流低温冷气12从圆柱形气膜冷却主孔入口6流入气膜孔，经圆柱形气膜冷却主孔前段1，在圆柱形气膜冷却主孔后段5开始分流，分别进入展向气膜冷却支孔A2，展向气膜冷却支孔B3，流向气膜冷却支孔4，从圆柱形气膜冷却主孔出口7，展向气膜冷却支孔A出口8，展向气膜冷却支孔B出口9，流向气膜冷却支孔10流出，与主流高温燃气11掺混，覆盖在叶片待冷却表面13。如图9所示为涡轮叶片上的压力面上的猫爪形气膜冷却孔14与吸力面上的猫爪形气膜冷却孔15。
所述的猫爪形气膜冷却孔的具体尺寸及实施方式如下：
圆柱形气膜主孔倾角为α＝30°，直径D＝1mm，孔长为L＝4mm，圆柱形气膜冷却主孔前段长度为L1＝1mm，圆柱形气膜冷却主孔后段长度为L2＝3mm。在圆柱形气膜主孔后段5起始位置的中心线上布置左右各两个展向气膜冷却支孔，展向气膜冷却支孔直径为d2＝D/2＝0.5mm。具体的布置方式为：在圆柱形气膜主孔中心线上距离入口L1处将圆截面四等分，以半径为展向气膜冷却支孔与流向气膜冷却支孔的直径画圆，上下圆面为展向气膜冷却支孔的基础圆面，将这两个基础圆面沿壁面法向方向拉伸并沿展向方向(叶高方向)旋转α2＝10°而成，故其与圆柱形气膜冷却主孔中心线的夹角为α2＝10°。流向气膜冷却支孔为右侧圆面沿圆柱形气膜冷却主孔流动方向拉伸后沿主流流动方向旋转α1＝10°而成，直径为d1＝D/2＝0.5mm。
进一步的，将所述的猫爪形气膜冷却孔结构在涡轮叶片上进行排布，对于同一排气膜冷却孔，每个气膜冷却孔之间的距离为p＝3mm，所述的猫爪形气膜冷却孔结构前后排的展向距离为p1＝0，所述的猫爪形气膜冷却孔结构的排布方式为顺排布置，所述的猫爪形气膜冷却孔结构的前后排的流向距离为S＝7mm。
实施例二：本实施例是一种用于涡轮叶片的新型猫爪形气膜冷却孔结构。所述的猫爪形气膜冷却孔由圆柱形气膜冷却主孔与展向气膜冷却支孔A2,展向气膜冷却支孔B3，流向气膜冷却支孔4组成。圆柱形气膜冷却主孔分为圆柱形气膜冷却主孔前段1与圆柱形气膜冷却主孔后段5，二次流低温冷气12从圆柱形气膜冷却主孔入口6流入气膜孔，经圆柱形气膜冷却主孔前段1，在圆柱形气膜冷却主孔后段5开始分流，分别进入展向气膜冷却支孔A2，展向气膜冷却支孔B3，流向气膜冷却支孔4，从圆柱形气膜冷却主孔出口7，展向气膜冷却支孔A出口8，展向气膜冷却支孔B出口9，流向气膜冷却支孔10流出，与主流高温燃气11掺混，覆盖在叶片待冷却表面13。如图9所示为涡轮叶片上的压力面上的猫爪形气膜冷却孔14与吸力面上的猫爪形气膜冷却孔15。
所述的猫爪形气膜冷却孔的具体尺寸及实施方式如下：
圆柱形气膜主孔倾角为α＝45°，直径D＝1mm，孔长为L＝4mm，圆柱形气膜冷却主孔前段长度为L1＝2mm，圆柱形气膜冷却主孔后段长度为L2＝2mm。在圆柱形气膜主孔后段5起始位置的中心线上布置左右各两个展向气膜冷却支孔，展向气膜冷却支孔直径为d2＝D/2＝0.5mm。具体的布置方式为：在圆柱形气膜主孔中心线上距离入口L1处将圆截面四等分，以半径为展向气膜冷却支孔与流向气膜冷却支孔的直径画圆，上下圆面为展向气膜冷却支孔的基础圆面，将这两个基础圆面沿壁面法向方向拉伸并沿展向方向(叶高方向)旋转α2＝15°而成，故其与圆柱形气膜冷却主孔中心线的夹角为α2＝15°。流向气膜冷却支孔为右侧圆面沿圆柱形气膜冷却主孔流动方向拉伸后沿主流流动方向旋转α1＝10°而成，直径为d1＝D/2＝0.5mm。
进一步的，将所述的猫爪形气膜冷却孔结构在涡轮叶片上进行排布，对于同一排气膜冷却孔，每个气膜冷却孔之间的距离为p＝3mm，所述的猫爪形气膜冷却孔结构前后排的展向距离为p1＝1.5mm，所述的猫爪形气膜冷却孔结构的排布方式为叉排布置，所述的猫爪形气膜冷却孔结构的前后排的流向距离为S＝10mm。
如图7所示对比了吹风比(M＝0.5)时，本发明猫爪形气膜冷却孔与圆柱形气膜冷却孔及传统分叉气膜冷却孔展向平均的气膜冷却效率。可以发现本发明的猫爪形气膜冷却孔在气膜孔下游的气膜覆盖效果均优于圆柱形气膜冷却孔及传统分叉气膜冷却孔。由于流向气膜冷却支孔的设计使得展向平均的气膜冷却效率在主流流动方向上出现次峰值，使得其流向覆盖效果有了明显提升。
如图8所示展示了在不同的吹风比下，本发明猫爪形气膜冷却孔与圆柱形气膜冷却孔及传统分叉气膜冷却孔面积平均的气膜冷却效率。可以发现在所有吹风比下本发明猫爪形气膜冷却孔均优于传统分叉气膜冷却孔及圆柱形气膜冷却孔。
如图9所示，对比了吹风比(M＝0.5)时，三类气膜冷却孔下游不同位置的无量纲温度(θ)及流线图，其计算方式为：θ＝(Tg-Tmix)/(Tg-Tc)，Tg为主流高温燃气的温度，TC为二次流低温冷气的温度，Tmix为主流高温燃气与二次流低温冷气的掺混温度。可以看出相同吹风比下，本发明猫爪形气膜冷却孔的展向覆盖效果明显高于传统分叉气膜冷却孔及圆柱形气膜冷却孔，其法向扩散也明显低于传统分叉气膜冷却孔及圆柱形气膜冷却孔。本发明猫爪形气膜冷却孔的肾形涡对卷吸着展向气膜冷却支孔的冷气使其向在叶片待冷却表面流动从而维持较高的气膜冷却效果。而无支孔的圆柱形气膜冷却孔则卷吸着主流燃气向叶片带冷却表面流动，使得其冷却效果下降。与传统分叉气膜冷却孔相比，通过流向气膜冷却支孔的设计，本发明猫爪形气膜冷却孔气膜射流核心区明显更贴近壁面，且其展向覆盖的距离也优于传统分叉气膜冷却孔。本发明猫爪形气膜冷却孔的肾形涡核心区距离壁面的法向距离更短，使得其冷气贴附效果相对传统分叉气膜冷却孔有明显提升。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种猫爪形气膜冷却孔结构，其特征在于：包括圆柱形气膜主孔，其展向的两侧均设置有展向气膜冷却支孔，在主流高温燃气的流向上设置有流向气膜冷却支孔；
所述展向气膜冷却支孔和流向气膜冷却支孔的入口均位于圆柱形气膜主孔的周壁上，出口均与圆柱形气膜主孔的出口位于同侧；冷气从圆柱形气膜冷却主孔的入口射入，经过展向气膜冷却支孔与流向气膜冷却支孔的分流，最终从四个出口喷出，在外壁面上形成冷却气膜，进而冷却涡轮叶片。
2.根据权利要求1所述猫爪形气膜冷却孔结构，其特征在于：所述圆柱形气膜主孔的轴向与主流高温燃气的流向成倾角α，α取值在25-50°之间；其直径为D，取值为0.5-1.5mm；孔的轴向长度为L，取值为3～7D。
3.根据权利要求2所述猫爪形气膜冷却孔结构，其特征在于：所述圆柱形气膜主孔沿轴向分为前段和后段，主孔前段位于入口侧，长度为L1；主孔后段位于出口侧，长度为L2。
4.根据权利要求3所述猫爪形气膜冷却孔结构，其特征在于：所述主孔前段L1取值为1/4～1/2L。
5.根据权利要求4所述猫爪形气膜冷却孔结构，其特征在于：所述展向气膜冷却支孔的入口位于主孔后段的周壁上。
6.根据权利要求1所述猫爪形气膜冷却孔结构，其特征在于：所述展向气膜冷却支孔的轴向与圆柱形气膜主孔的轴向夹角为α2，α2取值为10～15°。
7.根据权利要求1所述猫爪形气膜冷却孔结构，其特征在于：所述流向气膜冷却支孔的轴向与圆柱形气膜主孔的轴向夹角为α1，α1取值为10～15°，直径为d1＝D/2。
8.一种权利要求1-7任一项所述猫爪形气膜冷却孔结构的设计方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤1：沿所述圆柱形气膜主孔的径向取圆截面并分为四等分，该圆截面位于距离圆柱形气膜主孔入口的L1处；以所述圆截面的半径为展向气膜冷却支孔与流向气膜冷却支孔的直径画圆；
步骤2：将位于圆柱形气膜主孔展向两侧的圆面，作为基础圆面；将两个所述基础圆面沿壁面法向方向拉伸并沿展向方向的两侧各旋转α2，得到两侧的展向气膜冷却支孔；
步骤3：将位于圆柱形气膜主孔流向上的圆面，沿圆柱形气膜冷却主孔流动方向拉伸后沿主流流动方向旋转α1，得到流向气膜冷却支孔。
9.根据权利要求8所述猫爪形气膜冷却孔结构的设计方法，其特征在于：所述展向气膜冷却支孔的出口中点与圆柱形气膜冷却主孔的出口中点距离为K1；所述流向气膜冷却支孔的出口中点与圆柱形气膜冷却主孔的出口中点距离为K2。
10.一种涡轮叶片，其特征在于：包括沿展向和流向排布的若干猫爪形气膜冷却孔结构；
沿展向，同排的相邻所述猫爪形气膜冷却孔结构展向距离为p＝3～7D；相邻排的相邻猫爪形气膜冷却孔结构展向距离为p1，取值为0～1p；当p1＝0或p时，所述猫爪形气膜冷却孔结构的排布方式为顺排布置，当0<p1<p时，所述猫爪形气膜冷却孔结构的排布方式为叉排布置；
沿流向，相邻所述猫爪形气膜冷却孔结构的流向距离为S，取值为5～10D。
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