渦輪S2流面計(jì)算損失模型修正及氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、與三維計(jì)算相比,S2流面計(jì)算因?yàn)槠溆?jì)算時(shí)間短,精度高在葉輪機(jī)械領(lǐng)域一直占有很重要的地位。而S2流面計(jì)算的準(zhǔn)確性很大一部分程度上依賴于損失模型的應(yīng)用。這些年來Martelli&Boretti損失模型一直在該計(jì)算當(dāng)中被應(yīng)用的非常廣泛,比較具有典型性。因此,本文以某五級低壓渦輪為應(yīng)用對象,對其加載M-B模型進(jìn)行S2流面計(jì)算,同時(shí)對該渦輪進(jìn)行三維計(jì)算,將二者計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行對比。結(jié)果顯示,對于十列葉柵,兩種計(jì)算結(jié)果的總壓損失系數(shù)的差別比較大,在葉

2、展中部區(qū)域,S2計(jì)算的損失較三維偏小,這說明S2計(jì)算的葉型損失是偏小的,而且在三維計(jì)算的總壓損失沿著徑向的分布中,在上下端壁處都存在著損失驟減的拐點(diǎn),而S2的結(jié)果只是一條平滑的曲線,并未存在拐點(diǎn)。此外,在該模型的計(jì)算結(jié)果中,各個(gè)分項(xiàng)損失的計(jì)算也不太合理。其中包括攻角損失、尾跡損失以及摩擦損失的計(jì)算結(jié)果都是趨于零,這與渦輪中氣體的實(shí)際流動(dòng)情況來說并不吻合。因此改型工作主要從以上介紹的幾個(gè)方面展開。
　　修正之后,對于S2計(jì)算的結(jié)果,

3、總損失沿著徑向分布時(shí)出現(xiàn)了拐點(diǎn),這說明二次流的計(jì)算更加準(zhǔn)確了,符合了損失在端壁處會(huì)增大的特點(diǎn)。并且在葉展中部的損失的葉型損失也增加了,這是由于在改型之后,摩擦損失的計(jì)算結(jié)果不再是零而有所增加,摩擦損失在葉型損失中占有很大的比例,因此致使葉型損失的增加。參考其余的損失模型種對于分項(xiàng)損失計(jì)算較好的結(jié)果,對該模型的攻角損失和尾緣損失進(jìn)行修改,改后這兩種損失的分布與實(shí)際情況更加吻合。
　　應(yīng)用修正之后的模型對該五級渦輪前一級半葉柵進(jìn)行優(yōu)化