不同封严冷气流量下高压涡轮轴向轮缘密封非定常封严特性研究

高压涡轮轮缘密封特性会直接影响高压涡轮性能。本文采用经过实验数据验证的高精度数值方法研究了封严冷气流量对高压涡轮轴向轮缘密封非定常封严特性的影响。研究表明:盘腔封严效率随着封严冷气流量的增大呈现增加的趋势,但其提升率随封严冷气量进一步增加而减小;封严冷气出流会影响涡轮端壁处流场的不均匀性,其对封严间隙处涡轮周向静压力分布的不均匀性影响很大;转子的旋转使得导叶尾缘与动叶前缘的相对位置出现“脱离–交互”现象,从而导致燃气入侵区域发生对应的“分离–融合”。在封严间隙内,入侵燃气与封严冷气相互作用会形成燃气入侵涡(GIV)以及混合诱导涡(MIV),其径向位置、大小、强度和周向分布规律会直接影响高压涡轮轴向轮缘密封非定常封严特性影响。封严冷气流量通过影响MIV的径向位置和大小会影响封严间隙内的封严效率;封严冷气流量通过影响GIV在周向上的分布规律和强度从而影响封严间隙处端壁流场的周向不均匀性和燃气入侵的非定常过程。