向心涡轮叶轮顶部间隙泄漏流动特性研究.pdfVIP

中国科学 E 辑 : 技术科学 2009 年 第 39 卷 第 4 期 : 618 ~ 625 SCIENCE IN CHINA PRESS 向心涡轮叶轮顶部间隙泄漏流动特性研究 * 邓清华, 牛久芳, 丰镇平 西安交通大学能源与动力工程学院, 西安 710049 * E-mail: qhdeng@ 收稿日期: 2008-03-06; 接受日期: 2008-05-16 国家高技术研究发展计划(“863” 计划) ( 批准号 : 2002AA503020, 2004AA503020) 和西安交通大学博士学位论文基金 ( 批准号 : DFXJTU2005-02)资助项目 摘要 对微型燃气轮机向心涡轮叶轮顶部间隙泄漏流动, 在级环境下进行了全三维粘性数 关键词 值模拟研究. 结果表明, 轮盖和叶轮叶片顶部之间的相对运动引起的刮削流以及叶轮顶部压 微型燃气轮机 力面和吸力面两侧的压差对间隙泄漏流动起主要控制作用, 叶顶线速度越高, 间隙尺寸越小, 向心涡轮 叶轮 ; , 刮削作用越强 改变叶轮转速对叶轮中部和导风轮顶部间隙内的泄漏速度影响不大 但是叶 顶部间隙 轮转速能明显影响通道涡涡核与吸力面之间的距离; 间隙泄漏量主要在导风轮顶部区域形 成, 如布置泄漏抑制结构, 在轮盖子午弦长的中后部将是最有效的. 分布式供能系统是当前弥补集中供电安全性和 [6] 英国剑桥大学Whittle实验室的 Dambach 等人 对 满足特殊供电需求的重要供能形式[1], 微型燃气轮机 一个叶轮进口直径为 1218 mm、转速为 450 r/min 的 作为此系统的主要动力设备之一, 在某些发达国家 向心涡轮叶轮顶部间隙进行了实验研究, 就径向间 已获得了广泛的应用[2]. 向心涡轮是微型燃气轮机、 隙和轴向间隙对向心涡轮级性能影响不一致的因素 军用车辆以及航空航天等辅助动力装置的关键核心 进行了深入分析, 发现叶轮叶片顶部截面与轮盖之 部件, 其气动性能的好坏将直接关系到整个系统能 间的相对运动是其主要原因. . , 否高效、可靠的运行 微型燃气轮机的向心涡轮叶轮转速很高 其叶 顶部间隙是影响涡轮气动性能的一个重要因素. 轮进口线速度通常可达到 400~600 m/s, 而 Dambach , , 与轴流涡轮不同 向心涡轮叶轮的顶部同时具有轴 等人实验用的是低转速向心涡轮 叶轮进口线速度 ,