小展弦比燃氣渦輪二次流動控制數(shù)值研究.pdf

1、燃氣輪機和蒸汽輪機作為主要動力機械在航空航天和發(fā)電等領域發(fā)揮著重大作用，渦輪是這兩種葉輪機械的最主要組成部分之一，渦輪效率的高低直接影響到燃氣輪機和蒸汽輪機的總體性能。進一步提高渦輪效率應深入開展對渦輪通流部分的能量損失機理的研究，渦輪葉柵的氣動損失主要由三部分組成：葉型損失、端壁二次流損失和間隙泄露損失，不同的渦輪葉柵內(nèi)各種損失所占比重有很大的差異，一般認為二次流損失>間隙泄露損失>葉型損失，因此有效的控制二次流損失就能提高渦輪效率。

2、
　　本課題通過數(shù)值方法研究對某渦軸發(fā)動機燃氣渦輪的二次流動控制技術，對第一級燃氣渦輪的導葉進行彎葉片設計，分析在小展弦比、有復雜冷卻條件下彎葉片對渦輪性能的影響。結果顯示：正彎設計能通過降低端區(qū)損失的方式減小導葉的氣動損失，但彎葉片設計后對葉片表面的溫度分布影響很大，造成冷卻效果的下降，在設計中要把彎葉片設計和氣膜孔設計聯(lián)合考慮。
　　對第一級燃氣渦輪的動葉下端壁開展非軸對稱端壁研究，分析非軸對稱端壁對燃氣渦輪動葉的影響并

3、探討非軸對稱端壁改善二次流的物理機制。結果顯示：非軸對稱端壁的造型的幾何位置對氣動性能的影響大于造型幅值的影響，設計時需要充分結合流場特點進行端壁設計。Bezier曲線造型法的端壁變化豐富，比三角函數(shù)法更具優(yōu)勢。非軸對稱端壁能夠有效改善動葉下端區(qū)附近流動。
　　以燃氣渦輪的第二級為研究對象，分別研究靜葉倒角結構和動葉倒角結構對渦輪的性能的影響。結果顯示：不考慮倒角的影響可能會導致較大的誤差；在加工小展弦比的渦輪葉片時要注意倒角半徑