透平葉片頂部泄漏流和氣膜冷卻混合特性研究.pdf

1、通過激光粒子圖像速度測量實驗，本文給出一個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特性分析。實驗件是將基于GE-E3型透平動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，葉片頂部中軸線上安排有11個。葉柵進口尺寸和葉片軸向弦長的雷諾數為104。利用粒子圖像測速系統（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。以二維速度場為依據，分析了間隙流、間隙渦與動

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泄漏流的影響。用ANSYS CFX11.0商業(yè)軟件對實驗條件下的模型做了數值計算并與實驗結果進行驗證，比較發(fā)現標準k-ε湍流模型模擬頂部流動與實驗結果基本吻合。采用適合的湍流模型定量分析了不同位置氣膜孔出流對泄漏流的阻塞程度。結果表明：間隙渦在向下游發(fā)展的過程中強度減弱，但范圍有所增大；壓力側氣膜冷卻能有效減小高溫主流氣體對葉片頂部的沖擊；壓力面?zhèn)葰饽た讓ι嫌蝸砹鞯模ǘ侣┳枞饔幂^明