压气机级间抽气对下游叶片排气动性能影响的数值研究.pdf

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1、第56卷第4期汽轮机技术V01．56No．42014年8月TURBINETECHNOLOGYAug．2014压气机级问抽气对下游叶片排气动性能影响的数值研究赵俊明，张成义，冯永志(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046)摘要：以某重型燃气轮机压气机的级间抽气段为研究对象，数值研究了轴流压气机级间抽气对下游叶片排气动性能的影响。数值研究结果表明：随着抽气流量的增加，下游动叶上端壁附面层厚度逐渐变薄，进口轴向速度逐渐增加；上端壁动叶前缘的高压区范围扩大，吸力面低压区范围增大；动叶叶顶附近效率升高明显，整体效率略有增大。关键词：轴流压气机；抽气；气动性能：数值模拟分类号：TK474．8文献

2、标识码：A文章编号：1001—5884(2014】04-0279-02NumericalInvestigationoftheEffectofInterstageBleedingontheAerodynamicPerformanceoftheDownstreamRowinanAxialCompressorZHAOJun-ruing，ZHANGCheng-yi，FENGYong-zhi(HarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China)Abstract：Theeffectofinterstagebleedingontheflow—fieldofthed

3、ownstreamrOWisnumericallyinvestigatedforaheavygasturbinecompressor．NumericalsimulationresultsshowthatthethicknessofboundarylayerofendwalloftherotorbladerOWdecreasedandtheaxialvelocityincreased，bothofthehighpressureareaattheleadingedgeandlowpressureareaonthesuctionsurfaceenlarged，theefficiencyofther

4、otorbladerowincreasedslighflywiththeincreaseofinterstagebleedingmassflow．Keywords：axialcompressor；bleeding；aerodynamicperformance；numericalsimulation壁附面层抽吸改变了流场的分离形态，遏止了端壁角区的分O前言离，并延迟和减小了吸力面的分离；张皓光等人采用数值模拟的方法，研究了轴向间隙引气对某双级轴流压气机气动压气机级问抽气对燃气轮机的设计及运行使用具有非性能的影响，并与试验结果进行了对比，引气能够有效提高常重要的作用，它是从压气机的某几级中抽取一

5、定的压缩气压气机的失速裕度，并对压气机的压比和效率影响较小。体通入透平或其后的排气通道。合理有效的级间抽气能够本文借助数值模拟手段，研究了轴流压气机级问环形槽保证燃气轮机的起动、停机过程安全稳定的运行，防止燃气均匀抽气对下游叶片排气动性能的影响。轮机在非设计工况运行时发生喘振现象，同时，在机组正常运行时，通过压气机级间抽气所抽取的气体通人透平部分，1计算模型作为透平叶片的冷却工质。国内外文献分别从抽气方式、抽气位置等方面进行了相本文的研究对象为带有透平冷却抽气的某重型燃气轮关探索，做了很多机理方面的研究工作。Gummer⋯等人采用机压气机的某两级级问的抽气段，抽气口为环形槽缝形式，数值计算的

6、方法研究了抽气对压气机主流的影响，包括在带计算模型为两级压气机，如图1所示。图中标示了动静叶片叶顶间隙的动叶前缘处抽气和在静叶通道中抽气两类抽气及级间抽气口的位置。抽气缝隙的轴向宽度为27mm，抽气形式，研究表明，不同的抽气位置及抽气口形式都会对压气位置轮毂比为0．844。机的主流产生较大的影响；邓睥等人对某压气机的抽气进压气机转子转速为3000r／min，空气沿轴向方向进入压行了数值模拟，考察了抽气流量、抽气槽角度设置对压气机气机，该级间抽气口的抽气流量占压气机进口流量的主流流场的影响，压气机的抽气会减小机匣附近端壁边界层0～3％。零抽气是指抽气环形槽缝关闭的情况，以零抽气工的损失区域，改

7、善压气机的主流流动，抽气槽角度会影响抽况的计算结果作为基准，与其它抽气工况计算结果进行比气进口速度分布、减小级间损失；张华良等人研究了端壁较。为对比不同抽气流量时下游叶片排气动性能的变化细附面层抽吸对扩压叶栅内分离结构的影响，靠近吸力面的端节，本文选取4个抽气流量方案进行数值计算，分别为0、收稿日期：2013-07—11基金项目：国家863计划重型燃气轮机重大项目资助(项目编号：2008AA05A302)。作