高压涡轮叶片的压力面和吸力面间存在压力差。该压力差驱动气流流过涡轮转子叶片叶尖与机匣之间的间隙,形成叶尖泄漏流动。叶尖泄漏流减少了涡轮所做的功,造成流动损失并影响到下游流场的均匀性,对涡轮的性能产生不利影响。在叶尖采用小翼的设计,可以降低驱动叶尖泄漏流的压力差,从而减少叶尖泄漏流。本项目拟通过实验和数值模拟的方法,研究在高压涡轮叶片叶尖上采用小翼对叶尖泄漏流气动性能的作用机理。具体将研究叶尖小翼结构对驱动叶尖泄漏流的压力差作用;叶尖间隙内和叶尖附近流体的空气动力学特性;叶尖泄漏流和主流掺混后形成泄漏涡的特性及其对下游流场的影响;叶尖泄漏流损失的机理;在叶尖小翼上使用肋结构的作用;叶尖小翼(和肋)几何参数对泄漏流气动性能影响的规律和机理;叶尖和机匣间相对运动对叶尖泄漏流气动性能的影响机理;以及跨音速情况下,气体可压缩性对叶尖泄漏流气动性能的影响。
英文主题词High pressure turbine;leakage flow;winglet;aerodynamics;tip