NACA翼型叶顶对低展弦比向心涡轮影响特性

• 作者: 王星 朱阳历 李文 左志涛 陈海生
• 来源期刊: 机械工程学报
• 关键词: 压缩空气储能 向心涡轮 间隙流动 叶片型线 NACA0004翼型
• 年，卷（期）: 2020,（18）
• 所属期刊栏目: 可再生能源与工程热物理
• 页码范围: 172-179
• 页数: 8页
• 分类号: TK05
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2020.18.172

摘要

针对压缩空气储能向心涡轮叶片展弦比低、叶顶间隙泄漏损失大的问题,将NACA0004翼型引入叶片顶部厚度分布以改善气动性能.采用ANSYS CFX软件对向心涡轮三维流场进行数值求解,分析0.5％～8％叶顶间隙范围内NACA0004翼型叶顶对间隙泄漏流结构和损失特征的影响.结果 表明,NACA0004翼型叶顶对向心涡轮等熵效率的影响随叶顶间隙而变化.当叶顶间隙为0.5％时,NACA0004翼型叶顶使向心涡轮等熵效率降低0.3％;当叶项间隙由1％增加至8％时,NACA0004翼型叶项对等熵效率提升值由0.4％增加到1.9％.不同叶顶间隙下NACA0004翼型叶顶对间隙泄漏流损失特影响机理存在差异,当叶顶间隙为0.5％时,NACA0004翼型叶顶使泄漏流集中在叶片吸力面附近,并在叶轮出口区域产生更多泄漏流,增加叶片吸力面附近流动损失;当叶顶间隙为1％～8％时,NACA0004翼型叶顶能够降低叶片前缘和尾缘附近叶片压力面和吸力面压差,减小叶顶间隙泄漏流速度,降低与主流掺混强度,抑制流动损失.与此同时,叶轮强度也满足要求.研究成果可为同类向心涡轮叶项间隙泄漏损失的控制提供参考.