叶尖间隙封严对trt涡轮气动性能的影响

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1、中图分类号：V231.3论文编号：102870215-S107学科分类号：082502硕士学位论文叶尖间隙封严对TRT涡轮气动性能的影响研究生姓名董萍学科、专业航空宇航推进理论与工程研究方向叶轮机气体动力学指导教师王英锋副教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一五年三月INanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringTheEffectofTipClearanceSealontheAerodynamicPerformanceof

2、TRTTurbomachineryAThesisinAerospacePropulsionTheoryandEngineeringbyDongPingAdvisedbyAssociateProfessorWangYingfengSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015II南京航空航天大学硕士学位论文承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表

3、或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：III叶片式封严设计方法及叶片设计研究摘要在世界各国追求经济发展的同时，能源的消耗日趋严重，为了减小能耗以及对环境的污染，可持续循环回收利用能源是一个关键措施。而TRT装置是节能环保的有效设备，TRT涡轮是其转换、回收利用能量的最主要装置。但由于TRT装置工作条件及工质能量的限制，导致TRT涡轮可转换、回

4、收利用的能源有限，使其输出功和发电量也随之受限。因此充分利用TRT涡轮中的能量，尽量使流道中的损失最小化，对于能量的回收利用和企业的经济效益十分重要。因此本文以TRT涡轮为研究对象，开展了利用叶尖间隙封严技术抑制涡轮叶尖间隙流动、提高涡轮效率和做功能力的研究。本文使用CFD数值模拟方法对TRT涡轮两级转静子进行叶尖间隙封严。详细分析了封严前后的流场结构变化、速度分布、损失来源以及泄漏流对主流和下游的影响等，同时探讨了不同转速和间隙高度对涡轮性能和封严效果的影响。模拟结果表明：梯形篦齿封严对TRT涡轮静叶的封严效果较好。在小间隙不同转速下，涡轮的效率和流量都有不同程度地提升，同时

5、两级静叶的泄漏量也都有极大地减小；而在大间隙下静叶的封严效果更是突出，涡轮的效率得到了较大的提升，流量和功率也有不同程度的提高，同时在大间隙低转速下对泄漏量的控制效果也是最佳。对于动叶叶尖封严，斜齿形篦齿封严效果较好，在小间隙设计转速下，由于原型机性能较好，使用动叶叶尖封严后，涡轮的性能很难有较大提升。而在小间隙低转速下，涡轮的效率有较明显提高，但流量和功率变化不大。与小间隙设计转速下的性能相比，涡轮在大间隙设计转速下流量和效率的提升幅度略有增大，但总体而言静叶叶顶的封严效果更显著。关键词：TRT涡轮；数值模拟；间隙泄漏流动；叶尖间隙封严IV南京航空航天大学硕士学位论文ABST

6、RACTWiththedevelopmentofeconomy,theconsumptionofenergyisincreasinglygrowing.Toreducetheenergyconsumptionandthepollutiontotheenvironment,akeymeasureissustainablerecyclinguseofenergy.TheTRTdeviceisanenergy-savingandenvironmentallyfriendlydevice.TheTRTturbineisthemainparttotransformandrecycleen

7、ergy.TheTRTturbineislimitedbytheenergyofworkingfluidtotransformandrecycleenergy,sotheoutputpowerisalsorestricted.ToimprovetheTRTturbine’sefficiencyandutilization,it’simportanttomakefulluseoftheenergyintheturbineandreducethelossinthechannel.Thispape