基于數(shù)值方法研究葉頂間隙對(duì)渦輪性能的影響.pdf

1、葉頂間隙的存在對(duì)渦輪的性能以及葉片通道流場(chǎng)都有非常大的影響，而對(duì)間隙泄漏流流動(dòng)特征的研究對(duì)于提高渦輪性能具有非常重要的意義。目前的研究普遍認(rèn)為，當(dāng)葉頂間隙高度改變時(shí)，渦輪的性能、間隙泄漏渦的結(jié)構(gòu)和大小、以及渦輪流場(chǎng)的非定常特性等都會(huì)隨之發(fā)生變化。但是在渦輪葉片實(shí)際工作環(huán)境中，除了受到氣動(dòng)力的影響之外，往往還遭受高溫燃?xì)獾臎_擊以及轉(zhuǎn)子葉片高轉(zhuǎn)速所帶來(lái)的高離心力的作用，因此會(huì)造成葉片的變形，從而導(dǎo)致間隙高度發(fā)生變化，再反饋到間隙區(qū)域流場(chǎng)特征

2、的變化。
　　本文針對(duì)三級(jí)低壓渦輪利用WORKBENCH平臺(tái)對(duì)渦輪葉片、輪盤(pán)以及機(jī)匣的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行單向流固熱耦合計(jì)算分析。再使用CFX數(shù)值計(jì)算軟件對(duì)不同葉頂間隙高度下的三級(jí)渦輪展開(kāi)數(shù)值模擬，對(duì)渦輪的氣動(dòng)性能進(jìn)行了對(duì)比，并針對(duì)末級(jí)渦輪進(jìn)行非定常計(jì)算，獲取了不同流量工況下的流動(dòng)特性。通過(guò)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)溫度、離心力是影響葉片、輪盤(pán)及機(jī)匣徑向變形的最主要因素。隨著間隙高度的增加，渦輪性能變差，損失增加，泄漏渦與通道渦的相互作用也會(huì)增強(qiáng)。在設(shè)