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1、第58卷第1期汽輪機(jī)技術(shù)V01．58No．12016年2月TURBINETECHNOLOGYFeb．2016大焓降靜葉翹曲端壁流動控制研究李長寶，韓萬金(1哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046；2哈爾濱工業(yè)大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱150001)摘要：以氣動性能優(yōu)良的尾緣正彎積迭的大焓降靜葉為原型，采用5條具有控制點(diǎn)的B樣條曲線作為沿流向的控制線設(shè)計(jì)翹曲端壁，研究翹曲端壁對端部的流動控制和探索翹曲端壁降低損失的機(jī)理。通過商業(yè)軟件NUMECA數(shù)值研究了翹曲端壁對大焓降靜壓總壓損失及根部載荷分布的影響，指出翹曲端壁可降低端部區(qū)域的橫向壓力梯度，削弱二次流強(qiáng)度
2、，同時(shí)也增加摩擦損失，選擇適合的翹曲型面并控制翹曲幅度在邊界層以內(nèi)可有效降低端部總壓損失。關(guān)鍵詞：大焓降；靜葉；翹曲端壁；流動控制分類號：V231．3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001-5884(2016)01-0026-03InfluenceofBumpEndwallsonCascadeFlowofHigh—loadingStatorTurbineBladeLIChang．bao．HANWan-jin(1HarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China；2HarbinInstituteofTechnology，Harbin1
3、50001，China)Abstract：Basedonanaerodynamic—excellenthigh-loadingstatorturbinebladefeatheredwithpositivebendingandthetrailingedgestacking，thebumpendwallsurfacesamplesweregeneratedby5B-splinecurveswith5controlpointstoinvestigatetheinfluenceofbumpendwallsoncascadeflowofhigh—loadingstarertur
4、binebladeandthemechanismofbumpendwallsonreducingtotalpressurelosses．ThenumericalresultsbycommercialsoftwareNUMECAshowedthat，thebumpendwallscouldlowerthetransversepressuregradientneartheendwallregionsandweakenthesecondaryflowintensity，however，thefrictionlosswouldincreasedinthesametime．So
5、selectingthesuitablebumpendwallforthehigh—loadingstatorturbinecascade，whosewarpingrangewasintheboundarylayer，caneffectivelyreducethetotalpressurelossneartheendwall_Keywords：high-loading；statorturbineblade；bumpendwalls；flowcontrol成型技術(shù)，構(gòu)造具有凹凸面的翹曲端壁，控制與通道二次流0前言相關(guān)的渦量，進(jìn)一步降低二次流損失，同時(shí)展示葉片正彎結(jié)合非軸
6、對稱端壁開拓渦輪葉片增大氣動負(fù)荷設(shè)計(jì)空間潛力。研究者公認(rèn)?，對于軸流渦輪葉柵，流動損失對負(fù)荷非常敏感。靜葉柵的流動損失包括葉型損失、二次流損失和摻1非軸對稱端壁設(shè)計(jì)及計(jì)算方法混損失。盡管大焓降靜葉在成型設(shè)計(jì)中采用了優(yōu)化葉型和尾緣正彎積迭，努力降低流動損失，尤其是在端壁附近渦量1．1非軸對稱端壁設(shè)計(jì)集中區(qū)的二次流損失，在葉柵總損失中所占比例很大。提升本文首先采用具有控制點(diǎn)的B樣條曲線作為沿流向的葉片負(fù)荷，又盡力使流動效率達(dá)到當(dāng)代的競爭水平，就要在控制線，初始成型下端壁，通過分析單側(cè)設(shè)置非軸對稱端壁應(yīng)用彎葉片的同時(shí)，采取措施控制上／下端壁區(qū)的流動損失。葉柵的氣動特性，認(rèn)識
7、非軸對稱端壁降低端壁損失的機(jī)理。近年國內(nèi)外的研究成果表明，非軸對稱端壁對于降低端壁損如圖1(a)所示，在端壁上相鄰兩只葉型構(gòu)成的流道內(nèi)，將非失非常有效』。采用非軸對稱端壁的目的是通過選取合軸對稱端壁成型限制在前緣線至尾緣線之間的范圍內(nèi)。沿理的端壁翹曲造型，將馬蹄渦壓力側(cè)與吸力側(cè)分支以及通道周向分別構(gòu)造5條控制線，分別稱為cutl、cut2、cut3、cut4和渦隔開，避免三渦的交互作用，從而降低端壁附近渦量的高cut5，其中首末兩條控制線cutl和cut5分別為相鄰兩葉型的度集聚，并兼有減弱橫向與逆向壓力梯度的作用。中線，這兩條控制線滿足周期性條件，
