静叶根弯对轴流涡轮气动性能的影响

针对轴流涡轮的静叶构型,应用三维定常RANS数值模拟方法,研究了静叶根部弯曲对轴流涡轮流场及气动性能的影响.结果表明,随静叶根部正弯角增大,涡轮气动性能先增强后减弱.静叶根部小弯角增强了静子通道主流与壁面低能流体之间的能量交换,抑制了大尺度流动分离及脱落涡强度,使静叶根部附近的气动性能增强,并且动叶根部附近流场受通道涡影响减弱,有增强动叶根部附近的气动性能的趋势,但增强趋势不明显,因此静叶根部小弯角可增强涡轮气动性能.根弯角过大则导致静叶吸力面高根弯附近流动变化剧烈,并进一步恶化静叶尾迹区流动,从而减弱了静叶高根弯区的气动性能,并且动叶20%叶高吸力面附近流动与转子通道主流相互作用增强、气动损失增大,从而降低了转子及静子气动匹配性,因此静叶根部弯角过大涡轮气动性能减弱.权衡涡轮结构重量、气动性能等因素,建议涡轮静叶相对弯高及弯角的取值区间分别为0.2~0.3和10°~15°.