涡轮盘腔燃气入侵及间隙剪切涡特性分析

摘要：

为揭示转-静相互作用下的非定常燃气入侵机理及轮缘大尺度涡结构的产生机制,对带有轴向封严结构的1.5级高压涡轮装置进行三维非定常数值模拟,结合实验结果和盘腔内的经典流动理论对数值方法进行了验证.研究结果表明:转子前缘压力势场是造成旋转燃气入侵的主导因素.轮缘间隙内的间隙剪切涡是构成轮缘三维非定常流动的主要原因,其强度受到入侵燃气和出流冷气的径向速度、切向速度梯度以及上游边界层共同影响;间隙剪切涡周向方向的旋转有利于加快入侵燃气从动盘侧迁移至静盘侧,缩小动、静盘封严效率差异,当封严流量从0.5%降低到0.25%时,盘腔出口动静盘侧封严效率差值增大175%;间隙剪切涡与旋转泵效应的相互作用对于主流高温燃气在径向方向入侵盘腔具有抑制作用;由燃气入侵机制和间隙涡特性可以得出:文中盘腔出口设置在更靠近转子前缘位置对于提升轮缘密封性能具有正向意义.

关键词：涡轮盘腔、燃气入侵、间隙剪切涡、轮缘非定常效应、轮缘密封性能

所属期刊栏目：44

分类号：V231.1(航空发动机（推进系统）)

资助基金：陕西省自然科学基础研究计划项目;长安大学中央高校基本科研业务费专项

在线出版日期：2023-10-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：92-101