封严腔几何特征对涡轮性能的影响

在涡轮转静叶片排之间喷入冷气可以阻止高温燃气进入盘腔,但是冷气与主流的掺混损失对涡轮气动性能不利。本文采用数值计算的方法,研究了转静叶片排之间封严腔轴向位置和轴向间隙的变化对涡轮性能和端区流动的影响。结果表明,封严出流与主流的剪切作用形成了诱导涡,诱导涡随后发展成为通道涡并占据了端区二次流的主导地位。封严腔轴向位置和轴向间隙的改变使等熵效率和封严效率产生了相反的变化,因此在设计时要兼顾气动性能和冷却要求进行综合考虑。

跨声速压气机泄漏流预测数值模拟

针对压气机试验过程中出现的一级转子前缘轮毂侧空腔泄漏问题,开展了基于多种封严篦齿以及封严空腔压力模型的数值模拟。结果表明,最大泄漏流量(供气端压力0.20MPa,齿端间隙1.00mm及篦齿数3的情况下)约为进口流量的1.8%,最高效率损失约为2.27%。封严篦齿两端封严腔的腔体效应对篦齿泄漏流量具有显著影响:随着篦齿封严齿端泄漏流量上升,齿端泄漏流速增大,泄漏流在出口腔体中呈射流状并迅速诱发腔体内的大尺度回流涡结构;泄漏至压气机的流量并不一定随篦齿齿端间隙的增大或封严两侧压力的上升而增加。