逆向涡流发生器减小涡轮叶尖泄漏流的数值研究

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1、第42卷第5期2010年10月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsV01．42No．50Ct．2010逆向涡流发生器减小涡轮叶尖泄漏流的数值研究曹传军黄国平夏晨(南京航空航天大学能源与动力学院，南京，210016)摘要：逆向涡流发生器可以有效减小涡轮叶尖泄漏流，提高叶片周向载荷。对影响逆向涡流器减小泄漏流的几个关键因素进行了数值研究，结果表明：入流和出流孔径比增大，涡流器流量增加，对叶尖泄漏流的减小效果越好，孔径比2：1时比孔径比1：1时涡流器流量增加

2、了24％，叶尖泄漏流量降低了0．8％，叶片周向裁荷提高了1％；与叶片前缘布置涡流器相比，在叶片中后部布置时涡流器流量增大，叶片周向栽荷提高；涡流器布置越密，涡流嚣总流量增加，布置33个涡流器比布置9个涡流器叶尖泄漏流量降低了1．6％，叶片周向载荷提高了2．7％；出流角越小，叶尖泄漏流量越小，叶片周向栽荷越大，出流角30。时泄漏流量比60。时降低了1．2％，叶片周向载荷提高了约2％。关键词：涡轮；泄漏流；逆向涡流发生器；孔径比；出流角；周向栽荷中图分类号：V231．3文献标识码：A文章编号：1005—2615(2010)05—0588·07

3、NumericalStudyinReducingTipLeakageFlowofTurbineUsingBackwardVortexGeneratorsCaoChuanjun，HuangGuoping，XiaChen(CollegeofEnergyandPowerEngineering，NaniingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Backwardvortexgenerators(BVGs)canreducetipclearancelea

4、kageflowoftheturbineandincreasethecircumferentialloadoftheblade．NumericalstudyofseveralkeyfactorsofBVGsforreduc—ingleakageflowisdone．ResultsshowthatthemassofBVGsincreasesasthediameterratioofthein—flowandoutflowholesgrows，withmoreleakageflowreduced．Comparedwiththeratioofon

5、e，themassoftheBVGsincreasesb3r24％andthemassoftheleakageflowdecreasesby0．8％，accompaniedby1％improvementofthecircumferentialloadfortheratiooftwo．WhenBVGsarearrangedinthemiddleandtherearpartsofthebladetip，themassofBVGsandcircumferentialloadofbladeincrease，comparingwithBVGsarr

6、angedinthefrontpart．WhenthenumberofBVGsgrows，totalmassofBVGsincreases．Intheonly9BVGscase，themass．．oftheleakageflowdecreasesby1．6％andthecircumfer—entialloadimprovesby2．7％forthecaseof33BVGs．Astheoutflowanglebecomessmaller，themassofleakageflowdecreases，thusimprovingthecircum

7、ferentialload．For30。outflowangle，themassoftheleakageflowdecreasesby1．2％andthecircumferentialloadincreasesabout2％，comparingwith60。outflowangle．Keywords：turbine；leakageflow；backwardvortexgenerators；diameterratioofholes；outflowangle；circumferentialload基金项目：国家自然科学基金(50576034)

8、资助项目。收稿日期：2009—12—31；修订151期：2010—03—15作者简介：曹传军，男，博士研究生，1982年10月生；黄国平(联系人)，男，教授，博士生导师，E·mail：hgp@