軸向輪緣密封導(dǎo)流段幾何結(jié)構(gòu)對渦輪級氣動冷卻特性影響的數(shù)值研究
作者：高慶; 屈杰; 馬汀山; 居文平; 李軍; 惠濤 西安熱工研究院有限公司; 西安710054; 西熱節(jié)能技術(shù)有限公司; 西安710054; 西安交通大學(xué)葉輪機械研究所; 西安710049; 中國建筑西北設(shè)計研究院有限公司; 西安710018
摘要：以軸向輪緣密封為研究對象,在傳統(tǒng)直縫密封間隙結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過改變軸向外齒間隙區(qū)域的幾何型線,設(shè)計了雙曲線、橢圓及圓型密封導(dǎo)流段結(jié)構(gòu),數(shù)值求解了三維RANS方程組和SST湍流模型,并且系統(tǒng)深入研究了這4種不同導(dǎo)流段幾何結(jié)構(gòu)下輪緣密封射流對渦輪級的氣動性能,以及對下游動葉端壁冷卻性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:所設(shè)計圓型、橢圓型以及雙曲型導(dǎo)流段結(jié)構(gòu)均可提高渦輪級整體氣動性能;圓型密封導(dǎo)流段結(jié)構(gòu)具有最佳的氣動性能以及端壁氣膜冷卻效果。相比于直縫型導(dǎo)流段結(jié)構(gòu),采用圓型導(dǎo)流段結(jié)構(gòu)在相同的冷氣流量下,渦輪級效率可提高約0.23%;在動葉前緣輪緣密封射流所覆蓋的冷卻區(qū)域,采用圓型導(dǎo)流段結(jié)構(gòu)時冷卻效率可提高約20%。
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