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《對于低壓渦輪低雷諾數(shù)條件下氣動(dòng)性能分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com第53卷第5期汽輪機(jī)技術(shù)Vol_53No．52011年10月TURBINETECHNOLOGY0ct．2011低壓渦輪低雷諾數(shù)條件下氣動(dòng)性能分析王松濤，劉勛，周遜，馮國泰，王仲奇(哈爾濱工業(yè)大學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)氣體動(dòng)力研究中心，哈爾濱150001)摘要：對某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪末級進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，對比分析了不同雷諾數(shù)條件下該級渦輪的氣動(dòng)性能。通過計(jì)算分析低雷諾數(shù)條件對壓力場和損失系數(shù)的影響，可以看出，與高雷諾數(shù)條件相比，在低雷諾數(shù)條件下，低壓渦輪效率明顯降低，損失增大，擴(kuò)壓段增加，橫向壓力梯度增加，附
2、面層增厚。雷諾數(shù)的降低，導(dǎo)致黏性力增加，在靜葉片吸力面出現(xiàn)分離區(qū)，而且隨著雷諾數(shù)的降低，分離區(qū)加大。關(guān)鍵詞：低雷諾數(shù)；渦輪；數(shù)值模擬；氣動(dòng)性能分類號：TK471文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001-5884(2011)05-0324-04AerodynamicPerformanceAnalysisofLowPressureTurbineatLowReynoldsNumbersWANGSong．ta0，LIUXun，ZHOUXun，F(xiàn)ENGGuo．tai．WANGZhong．qi(EngineAerodynamicsResearch
3、Center，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：ThispapercalculatedthelaststageofalowpressureturbineandcomparedandanalyzedtheaerodynamicperformanceatdifferentReynoldsNumbem．BycalculatingandanalyzingtheimpactoflowReynoldsnumbersforpressurefieldandlossc
4、oeficients，comparedwiththatathighReynoldsnumbers，wecanseethatatlowReynoldsnumbers，efficiencyoflowpressureturbinedecreasessignificantly；lossesincreases；diffusersectionincreases；transverse—pressuregradientincreases；boundarylayerincrassates．AsthereductionofReynoldsnumb
5、er，viscousforceincreases，withtheemergenceofseparationregionatthesuctionsideofthestator，andtheseparationregionexpandswiththeReynoldsnumberdecreasing．Keywords：lowReynoldsnumber；turbine；nume~cMsimulation；aerodynamicperformance者”對如何控制低壓渦輪的分離流動(dòng)進(jìn)行了二維計(jì)算，0前言計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合的很好。顯
6、然，當(dāng)?shù)蛪簻u輪在低雷諾數(shù)條件下工作時(shí)，內(nèi)部流場在低雷諾數(shù)條件影響下，高空飛行時(shí)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高、與高雷諾數(shù)條件下的流場不同。為了更加系統(tǒng)的研究低雷低壓渦輪工作雷諾數(shù)急劇下降，效率明顯降低。低雷諾數(shù)諾數(shù)條件對于低壓渦輪的影響，本文對某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)末級效應(yīng)會引起發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)部件的效率、流通能力等參數(shù)的變?nèi)~片在多個(gè)不同雷諾數(shù)條件下進(jìn)行計(jì)算，對比同一個(gè)葉型參化。文獻(xiàn)[3]的研究工作表明，渦輪效率隨雷諾數(shù)變化的數(shù)在從高到低不同雷諾數(shù)量級下的氣動(dòng)性能。對比分析低趨勢并不是線性的：在雷諾數(shù)大于1X10時(shí)，效率隨雷諾數(shù)雷諾數(shù)條件對低壓渦輪氣動(dòng)性能
7、的影響。降低而降低的趨勢較緩慢；但是雷諾數(shù)在10量級時(shí)，雷諾數(shù)的降低將導(dǎo)致渦輪效率急劇下降。文獻(xiàn)[4]的研究表明，l計(jì)算方法與不同計(jì)算方案低壓渦輪總損失與葉型損失趨勢相同，隨著雷諾數(shù)降低，尾跡區(qū)域變寬，尾跡損失比較大。高空低雷諾數(shù)條件下，二次對于某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)末級葉片原型，計(jì)算網(wǎng)格采用H一流的影響明顯增強(qiáng)，二次流損失，低雷諾數(shù)情況下，端部二次0一H型網(wǎng)格，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)35萬個(gè)；計(jì)算采用了Spalart—allma一流與吸力面邊界層的相互作用增強(qiáng)，直接影響端部吸力面邊ras湍流模型，差分格式為二階迎風(fēng)格式。計(jì)算使用Numeca界層的
8、發(fā)展5-6]。Johan等學(xué)者認(rèn)為，進(jìn)El邊界層的厚度軟件，通過計(jì)算，得到該級葉片出口工況雷諾數(shù)為3．8×10。對二次流的位置和大小，都有一定影響。文獻(xiàn)[8]認(rèn)為，低雷計(jì)算低雷諾數(shù)條件時(shí)，進(jìn)口氣動(dòng)參數(shù)按照低壓渦輪5級聯(lián)合諾數(shù)條件下，渦輪葉柵損失增大的主要原因是渦輪葉柵吸力計(jì)算
