提高涡轮前温度是进一步提升航空发动机性能的关键因素,受限于材料的耐温极限,发展先进的涡轮叶片冷却技术显得尤为迫切。本文立足于此,面向涡轮叶片内部冷却技术,通过实验和数值计算相结合的方法,研究了微型W肋在转折通道三个流程中的流动与换热特性,为设计先进内部冷却结构提供机理性支持。本文首先开展了单侧和双侧W肋化通道的稳态实验,获得了雷诺数为8500～60000时详细的平均换热和沿程流阻特性。发现W肋在第一流程换热最差,第三流程换热最好;通道双侧布置W肋时,换热能力更强,三个流程分别比光滑通道提高了0.5～1.4倍、1.5～1.7倍、1.9～2.1倍;但双侧肋化通道流动阻力明显增大,在第一流程中,总压损失增大了50%～80%。随后又开展了瞬态液晶实验,获得了转折通道三个流程详细的局部换热强度分布。最后,结合CFD计算结果分析了W肋在三个流程中的流动特性,发现双侧肋化通道第一流程中,存在四个横向涡对,肋是强化换热的关键因素;经过转折后,第二流程流场发生显著变化,气流的转折是影响换热的主要因素;随后气流经过两次转折,来流湍动能更高,剧烈的掺混作用强化了第三流程的换热。