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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(dòng)控制研究李長(zhǎng)寶，韓萬(wàn)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(dòng)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(duì)端部的流動(dòng)控制和探索翹曲端壁降低損失的機(jī)理。通過(guò)商業(yè)軟件NUMECA數(shù)值研究了翹曲端壁對(duì)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?xún)?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(dòng)控制分類(lèi)號(hào)：V231．3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(duì)稱(chēng)端壁開(kāi)拓渦輪葉片增大氣動(dòng)負(fù)荷設(shè)計(jì)空間潛力。研究者公認(rèn)?，對(duì)于軸流渦輪葉柵，流動(dòng)損失對(duì)負(fù)荷非常敏感。靜葉柵的流動(dòng)損失包括葉型損失、二次流損失和摻1非軸對(duì)稱(chēng)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(dòng)損失，尤其是在端壁附近渦量1．1非軸對(duì)稱(chēng)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(dòng)效率達(dá)到當(dāng)代的競(jìng)爭(zhēng)水平，就要在控制線，初始成型下端壁，通過(guò)分析單側(cè)設(shè)置非軸對(duì)稱(chēng)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(dòng)損失。葉柵的氣動(dòng)特性，認(rèn)識(shí)
7、非軸對(duì)稱(chēng)端壁降低端壁損失的機(jī)理。近年國(guó)內(nèi)外的研究成果表明，非軸對(duì)稱(chēng)端壁對(duì)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(duì)稱(chēng)端壁的目的是通過(guò)選取合軸對(duì)稱(chēng)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(chēng)為cutl、cut2、cut3、cut4和渦隔開(kāi)，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，
