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叶顶间隙对某涡轮级流场及气动性能影响的数值研究
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:中国电机工程学报
  • 时间:2015
  • 页码:1176-1182
  • 分类:TH113[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江省哈尔滨市150001
  • 相关基金:国家自然科学基金(51206035,51121004).
  • 相关项目:附面层吸除抑制压气机内流动分离的机制及控制策略优化研究
中文摘要:

采用数值模拟方法,对某涡轴发动机高压涡轮的其中一级进行了三维流场计算,通过对比分析均匀和非均匀间隙条件下的流场和气动参数分布,探讨了不同间隙形式时的叶顶泄漏流动情况、以及流场变化对涡轮级气动性能的影响。结果表明:随着间隙高度的增加,叶顶泄漏高损失区与上通道涡高损失区相结合,新的大尺度分离结构形成引起损失增加,当间隙高度为1.2 mm时的总效率降幅达到5个百分点;前缘附近间隙增加对损失的不利影响要小于尾缘,降低尾缘附近的间隙高度至0.3 mm可以有效提高总效率约1个百分点;通过控制叶顶不同区域的间隙高度,可以对间隙内泄漏流体速度进行有效控制,减小间隙内堵塞从而提高总性能。

英文摘要:

Three-dimensional numerical method was adopted to study the flow field and aerodynamic performance of a high pressure turbine stage of a turbo-shaft engine. The flow characteristics and aerodynamic parameters were compared under uniform and non-uniform tip clearance. The influence of tip leakage flow and the flow-field changes on dynamic performance of gas turbine with different gap forms was also discussed. The results show that the high-loss region closed to the tip gradually incorporates with the high-lose region of the upper passage vortex increased with the tip clearance. The new large scale separation structure leads to increased losses and the total efficiency reduces by 5% when the clearance height is 1.2 mm. Increasing the tip clearances near the leading edge has less adverse effect on loss than that of near the trailing edge. Reducing the tip clearance to 0.3 mm near the trailing edge can effectively improve the total efficiency about 1%. As a result, controlling the tip clearance in different regions of blade tip can effectively control the leakage flow rate and reduces blockage in the gap for improving the total performance in the gas turbine.

同期刊论文项目
期刊论文 315 会议论文 4 专利 5 著作 8
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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970