透平葉片頂部泄漏流和氣膜冷卻混合特性研究.pdf

1、通過(guò)激光粒子圖像速度測(cè)量實(shí)驗(yàn)，本文給出一個(gè)典型的帶凹槽透平葉片頂部氣膜冷卻流與主流混合后的流場(chǎng)特性分析。實(shí)驗(yàn)件是將基于GE-E3型透平動(dòng)葉片放大三倍后做得的模型。葉片頂部等間距安排了兩排直徑均為1.5mm的氣膜孔，葉片壓力面?zhèn)瓤拷敳坑?個(gè)，葉片頂部中軸線上安排有11個(gè)。葉柵進(jìn)口尺寸和葉片軸向弦長(zhǎng)的雷諾數(shù)為104。利用粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)（PIV）得到了頂部泄漏流和葉柵通道二次流的二維矢量速度場(chǎng)。以二維速度場(chǎng)為依據(jù)，分析了間隙流、間隙渦與動(dòng)

2、葉頂部通道渦摻混的方式以及葉片頂部不同的氣膜孔分布對(duì)泄漏流的影響。用ANSYS CFX11.0商業(yè)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)條件下的模型做了數(shù)值計(jì)算并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，比較發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型模擬頂部流動(dòng)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。采用適合的湍流模型定量分析了不同位置氣膜孔出流對(duì)泄漏流的阻塞程度。結(jié)果表明：間隙渦在向下游發(fā)展的過(guò)程中強(qiáng)度減弱，但范圍有所增大；壓力側(cè)氣膜冷卻能有效減小高溫主流氣體對(duì)葉片頂部的沖擊；壓力面?zhèn)葰饽た讓?duì)上游來(lái)流的（堵漏）阻塞作用較明