提高燃气轮机透平进口初温是提高燃气轮机循环功率和热效率的重要途径，也对冷却技术发展提出了越来越高的要求，内部冷却是当代燃机高温透平叶片必不可少的冷却方式之一。内部冷却的压力损失影响了叶片的冷气流量分配，传热增强影响叶片的温度水平，掌握其具体的传热分布和损失大小十分重要；内部冷却的流动传热问题涉及边界层再附、大分离流动、耦合传热，机理十分复杂，也是重要的理论研究问题。本文以燃气轮机尾缘内部冷却为研究对象，采用实验和数值模拟结合的手段，考察了尾缘传热发展、侧向出流和柱肋冲击交互作用对传热和流场的影响。针对传热强化常带来阻力增加的问题，分析文献中实验数据，对内部冷却通道中传热、压损、流量之间的关系进行了归纳。实验技术研究表明，对瞬态液晶实验手段，采用CFD的无量纲温度分布修正主流参考温度的系统误差，局部Nu（努塞尔数）可改善15%。瞬态液晶测量传热系数的精度与参数范围有关，主流温度过低会导致测量误差的显著增大，合理的参数范围可保证瞬态液晶技术的误差在10%左右。入口和出口条件会影响尾缘带肋片通道的传热分布。对于完全发展的流动入口条件，方通道中的传热发展主要取决于肋片布置引起的二次流发展，传热发展峰值可比完全发展情况高20%~70%，对短通道影响较大。侧向出流会导致传热沿流向减弱和沿展向分布不均匀：在流向，冷却气体当地雷诺数沿程降低，Nu降低；在展向，流线向出流孔弯曲，在顶部出现回流涡和对应的低传热区。改变V形肋片前缘的位置或采用局部冲击，可以调整通道内的传热分布，减小低传热区，采用间距10倍肋高的对称V形肋片时，平均传热较强。柱肋通道中，入口的冲击使平均Nu比单纯采用柱肋时增大20%~50%，但通道中的阻力系数也增大了4~20倍。在驻点附近的Nu会增大2~3倍，耦合时柱肋的导热作用会进一步降低该处的温度，导致热应力增加。入口冲击的传热和压损介于多重冲击和柱肋通道之间，关键影响因素是开孔面积比，柱肋有效通流面积，以及冲击和柱肋的相对位置。对大量数据的归纳表明，对于通道内的流动，不同内部冷却结构雷诺数、努塞尔数和阻力系数的统计结果有明显的关联，传热随雷诺数和阻力增大而增大，但阻力增加速度更快。基于实验数据拟合传热阻力一维关系式，在已知雷诺数和阻力系数时对Nu预测的误差在30%~40%，且适用于广泛的内部冷却形式。