蜂窩機(jī)匣對(duì)渦輪級(jí)性能影響的數(shù)值研究.pdf

1、隨著葉輪機(jī)械向高溫、高壓、高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速方向的發(fā)展，葉頂泄漏損失成為一項(xiàng)重要損失。密封結(jié)構(gòu)選取是降低泄漏損失、提高效率的關(guān)鍵。本文采用數(shù)值模擬的方法，對(duì)比研究涂層機(jī)匣和蜂窩機(jī)匣下渦輪級(jí)流場(chǎng)的定常/非定常特性，為工程上密封結(jié)構(gòu)的選擇提供理論參考。
　　在定常計(jì)算中，密封結(jié)構(gòu)改善了靜葉通道上半部分的流動(dòng)，降低了吸力面低壓區(qū)范圍以及尾緣處的激波損失。通過降低頂部間隙的通流面積，增大機(jī)匣的阻滯作用，密封結(jié)構(gòu)可以有效的減小泄漏量，降低泄漏渦

2、強(qiáng)度，提高渦輪級(jí)效率與做功能力。
　　動(dòng)靜葉柵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致上游靜葉尾跡、激波周期性通過動(dòng)葉通道，經(jīng)歷切割、遷移、衰退等過程，與動(dòng)葉通道內(nèi)流體相互作用，降低了渦輪級(jí)效率。靜葉流場(chǎng)的非定常性主要集中在靜葉尾緣處，而動(dòng)葉整個(gè)流道都受影響，進(jìn)行周期性改變。動(dòng)靜葉干涉改變了葉頂間隙壓力場(chǎng)，使泄漏強(qiáng)度周期性改變。當(dāng)葉片兩側(cè)壓差較大時(shí)，泄漏量增大，泄漏損失增加。由于上通道渦的阻擋作用，相對(duì)于動(dòng)葉中部截面，上游對(duì)頂部截面的干涉作用較弱。

3、　　蜂窩機(jī)匣將流經(jīng)的流體分割成小渦流，增大了耗散量，同時(shí)腔內(nèi)反沖出來的流體形成密封屏障，增大流動(dòng)阻力，從而達(dá)到封嚴(yán)效果。與涂層機(jī)匣相比，蜂窩密封能更好的減少頂部泄漏量，延遲了泄漏渦的發(fā)展，降低了泄漏渦、頂部激波的強(qiáng)度，增大了渦輪級(jí)的做功能力，但是由于泄漏渦的位置靠下，增加了與通道渦的摻混程度，增大流動(dòng)的氣動(dòng)損失，降低渦輪級(jí)的效率。在非定常分析中，動(dòng)葉氣動(dòng)力脈動(dòng)主要是由一倍頻引起的，蜂窩機(jī)匣下動(dòng)葉的一倍頻的擾動(dòng)振幅小于涂層機(jī)匣下的一倍頻擾