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《動靜干涉下渦輪葉柵內(nèi)部渦系結(jié)構(gòu)分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、第55卷第5期汽輪機技術Vol_55No．52013年l0月TURBINETECHNOLOGY0ct．2013動靜干涉下渦輪葉柵內(nèi)部渦系結(jié)構(gòu)分析楊彤，馮國泰(哈爾濱工業(yè)大學能源科學與工程學院，哈爾濱150001)摘要：采用三維黏性非定常數(shù)值模擬方法對某高壓渦輪兩級的內(nèi)部流場進行了計算，并分析了該渦輪第一級內(nèi)主要集中渦系結(jié)構(gòu)——通道渦、壁角渦、泄漏渦的非定常發(fā)展規(guī)律。結(jié)果表明，靜葉喉部位置后軸向與徑向壓力受到動葉前緣的干涉效應，使得靜葉出口渦量大小呈明顯的周期性變化；動葉內(nèi)通道渦因為受到了來流附面層，以及上游靜葉的集中渦系的影響，存在很強的非定常性。
2、研究結(jié)果將有助于提高對渦輪內(nèi)部動靜葉非定常干涉的認識。關鍵詞：高壓渦輪；非定常；動靜干涉；渦系分類號：TK474．7文獻標識碼：A文章編號：1001-5884(2013)05-0321-05StudyofVortexSystemonRotor／StatorInteractioninHPTurbineCasecadesYANGTong．FENGGuo．tai(SchoolofEnergyScienceEngineering，HarbininstofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Numericalsimu
3、lationsontheunsteadyflowintwostagesofaHPturbineareperformedinthispaper，thedevelopmentofthemainvortexsystem—passagevortex，Wallcornervortex，tipleakagevortexwiththetimearediscussedinthefirststage．Theresultsshowthatbecausetheaxialpressureandradialthrustofthestaticbladethroatisinfl
4、uencedbyrotor—statorinteractionfromdownstreamrotor，thevorticityofstatoroutletpresentacyclicalchange；andthepassagevortexintherotorisinfluencedbyflowboundarylayerandthevorticesfromupstreamshowastrongunsteadiness．TheseincreasedtheknowledgeoftheR／Sinteractioninturbinestage．Keyword
5、s：HP-turbine；unsteadiness；rotor-statorinteraction；vortexsystem波導致泄漏渦和泄漏損失產(chǎn)生周期性變化。0前言本文通過對某高壓渦輪的兩級進行數(shù)值計算，模擬了其在設計工況下的定常與非定常流場，并具體分析了渦輪第一隨著現(xiàn)代葉輪機械設計逐漸朝著減少級數(shù)、減少葉片、級在動靜干涉效應下各個葉片排通道內(nèi)部渦系結(jié)構(gòu)及其發(fā)提高壓比、提高效率以及減小軸向間距方向發(fā)展，使得葉輪展規(guī)律。機械的非定常效應變得明顯，尤其是葉片排之間相互干涉變得越來越強烈。原來的定常設計體系將無法滿足葉輪機械1數(shù)值方法與幾何模型越來越
6、高的性能要求，因此，對于葉輪機械內(nèi)部三維非定常流動狀況的研究必然成為葉輪機械設計體系未來發(fā)展之路。1．1渦輪幾何模型關于葉列間相互干涉問題研究，Hodson，Doorly，本文采用某高壓渦輪的兩級作為研究物理模型，表1給Ashworth等人首先通過實驗的方法進行了包括上游尾跡對出了渦輪的主要幾何參數(shù)和基本熱力參數(shù)，渦輪采用等中徑下游葉片的影響，動靜葉間相互作用以及葉片型面壓力變化設計方式，級間存在一定的漏氣損失，動、靜葉流道內(nèi)基本葉等研究；其后Gier等采用實驗和數(shù)值模擬兩種方法對某間高度不變。渦輪入口總壓為1．168MPa、總溫為479．6K，出
7、三級低壓渦輪進行了非定常效應的研究，分析了非定常條件口背壓為0．49MPa。下二次流對損失的有利影響，表明實驗和數(shù)值模擬之間互補1．2數(shù)值方法互利的關系；P．Jenny等采用實驗和數(shù)值模擬的方法對某流場計算域的空間離散使用了Numeca公司針對葉輪機低壓渦輪動葉根部通道渦進行了研究，分析并確定了不同流械開發(fā)的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成模塊Autogrid5。采用了04H的網(wǎng)動狀態(tài)下動葉根部通道渦的變化。國內(nèi)中科院的施立新格拓撲結(jié)構(gòu)，保證網(wǎng)格最小正交角度不小于25。固體壁面附等人對某軸流風機做了關于動靜葉相互干擾的實驗研究；北近網(wǎng)格進行加密處理，第一層網(wǎng)格距離壁
8、面距離為10～m，京航空航天大學的綦雷、鄒正平等在非定常狀態(tài)下的通以保證壁面Y值小于5?？紤]動靜葉葉片數(shù)的比例接近3：1道
