基于數(shù)值方法研究葉頂間隙對渦輪性能的影響.pdf

1、葉頂間隙的存在對渦輪的性能以及葉片通道流場都有非常大的影響，而對間隙泄漏流流動特征的研究對于提高渦輪性能具有非常重要的意義。目前的研究普遍認為，當葉頂間隙高度改變時，渦輪的性能、間隙泄漏渦的結(jié)構(gòu)和大小、以及渦輪流場的非定常特性等都會隨之發(fā)生變化。但是在渦輪葉片實際工作環(huán)境中，除了受到氣動力的影響之外，往往還遭受高溫燃氣的沖擊以及轉(zhuǎn)子葉片高轉(zhuǎn)速所帶來的高離心力的作用，因此會造成葉片的變形，從而導致間隙高度發(fā)生變化，再反饋到間隙區(qū)域流場特征

2、的變化。
　　本文針對三級低壓渦輪利用WORKBENCH平臺對渦輪葉片、輪盤以及機匣的結(jié)構(gòu)特性進行單向流固熱耦合計算分析。再使用CFX數(shù)值計算軟件對不同葉頂間隙高度下的三級渦輪展開數(shù)值模擬，對渦輪的氣動性能進行了對比，并針對末級渦輪進行非定常計算，獲取了不同流量工況下的流動特性。通過研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)溫度、離心力是影響葉片、輪盤及機匣徑向變形的最主要因素。隨著間隙高度的增加，渦輪性能變差，損失增加，泄漏渦與通道渦的相互作用也會增強。在設(shè)