高负荷低展弦比氦涡轮端壁损失机理研究

• 作者: 隋秀明 董甜甜 周庆晖 赵巍 赵庆军
• 来源期刊: 推进技术
• 关键词: 氦涡轮 高负荷 低展弦比 通道涡 叶片弯曲
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 气动热力学|Aero-thermodynamics
• 页码范围: 540-549
• 页数: 10页
• 分类号: V231.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.190772

摘要

为指导高负荷低展弦比氦涡轮设计,以多级氦涡轮第一级为研究对象,借助数值模拟技术对低展弦比涡轮动静叶通道涡迁移机制进行研究,并考察了叶片弯曲对涡轮气动性能的影响.结果表明:受轮毂道涡影响,导叶出口近叶根处气流过偏转,导致转子前缘近轮毂区正攻角变大;叶片根部负荷增大,致使马蹄涡压力面分支与吸力面分支交点前移;轮毂通道涡径向迁移至近叶顶区,其与叶尖泄漏涡相互影响致使叶顶区粘性损失显著增大.弯叶片对低展弦比大折转涡轮叶片的作用效果与传统涡轮具有明显差别:叶片正弯时叶顶负荷减小,导致叶顶间隙泄漏涡与通道涡强度及损失显著下降,涡轮性能得到改善;叶片反弯时叶顶负荷增大,致使叶尖泄漏损失增大,且强径向压力梯度作用下下端壁低能流体向叶顶汇聚,损失显著增大.