變幾何渦輪葉柵氣動(dòng)性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代渦輪向著多工況方向發(fā)展，變幾何渦輪在渦輪應(yīng)用中所占比重也越來(lái)越大，對(duì)其總體性能研究和葉柵中二次流的研究也一直是葉輪機(jī)械領(lǐng)域中的重要課題。葉柵內(nèi)部流動(dòng)結(jié)構(gòu)的分析對(duì)于優(yōu)化其幾何結(jié)構(gòu)以及有效控制和減小二次流損失具有重要的意義。
　　 首先，本文對(duì)某柱面端壁的低壓渦輪第一級(jí)靜葉采用可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉法建立變幾何渦輪模，并對(duì)不同轉(zhuǎn)角下的葉柵的三維復(fù)雜流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬的結(jié)果捕捉到了該渦輪級(jí)葉柵的內(nèi)部流的流動(dòng)細(xì)節(jié)，展示了葉柵內(nèi)的二次流流

2、動(dòng)和渦系三維分離。通過(guò)對(duì)葉柵中的二次流現(xiàn)象和流動(dòng)損失機(jī)理的分析，揭示了該渦輪級(jí)葉柵通道內(nèi)端部間隙泄漏渦的演變過(guò)程，以及旋渦結(jié)構(gòu)對(duì)損失分布的影響，明確了此渦輪級(jí)葉柵的主要損失分布所在。
　　 其次，針對(duì)柱面變幾何渦輪間隙隨轉(zhuǎn)角變化的特點(diǎn)，本文按照幾何模型通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算得出不同轉(zhuǎn)角下葉柵的非均勻間隙分布規(guī)律。通過(guò)葉片端部的流場(chǎng)分布和壓力分布揭示了非均勻間隙在不同轉(zhuǎn)角下對(duì)葉柵端部泄露渦系的影響。通過(guò)研究球面端壁的變幾何渦輪的間隙變化規(guī)律

3、，發(fā)現(xiàn)球面端壁的變幾何渦輪通過(guò)合理的模型設(shè)計(jì)，可以使其端壁處間隙在葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)不發(fā)生改變。在設(shè)計(jì)角度，本文通過(guò)數(shù)值模擬0.8mm間隙和0.5mm間隙下的球面端壁和柱面端壁變幾何渦輪，通過(guò)對(duì)比四個(gè)不同方案效率發(fā)現(xiàn)了采用球面端壁和減小間隙都能提高渦輪在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角的效率。
　　 最后，本文通過(guò)對(duì)渦輪端壁進(jìn)行球面改型，并采用0.5mm間隙值，來(lái)模擬不同轉(zhuǎn)角下的球面端壁葉柵的三維復(fù)雜流動(dòng)，通過(guò)損失機(jī)理的分析與柱面端壁的局部流場(chǎng)比較，揭示在非設(shè)