高反力度涡轮转子叶尖间隙对涡轮性能的影响-论文.pdf

《高反力度涡轮转子叶尖间隙对涡轮性能的影响-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第27卷第4期燃气涡轮试验与研究Vo1．27．NO．42014年8月GasTurbineExperimentandResearchAug．，2014《张×※、n汰汉《蕊×※皋澎一奠丛馋≤，，※≥，※沫l{≯《城x苍曩壤必采*必_=，，《掰》<≤※x>《×≥鬈※冀※必券黼髓溺≤募K必强敬涎※K我寤嚣≯》必、；、毙_◆《《<《》《》《0、蔌一《※、》《※》}※※≥誊≥毒l童}毒≤K冀X饕：沈阳发幼杌设针溯肼匣沈阳l鼢×※x※jg、淳、謦、≮摘要：采用中温模拟级性能试验器，试验研究了高反力度涡轮转子叶尖间隙对涡轮级性能的影响，获得了转子叶

2、尖间隙对涡轮级性能的影响规律。通过对试验方案进行数值计算分析，并与试验结果进行对比，验证了数值计算分析方法的合理性。研究结果表明，当涡轮级反力度较高时，随着相对叶尖间隙的减小，其对涡轮性能的影响越来越明显；转子叶尖间隙变化对导向器喉部流通能力也会产生一定影响。关键词：航空发动机；反力度；叶尖间隙；级性能试验；涡轮效率；数值计算中图分类号：V231．3文献标识码：A文章编号：1672—2620(2014)04—0018-04EffectofRotorTipClearanceofHigh-ReactionTurbineonPerform

3、anceHUANGTie—yang．ZHANGYHalt—hui(ShenyangEngineDesignandResearchInstitute，Shenyang110015，China)Abstract：Theeffectoftipclearanceonturbinestageefficiencyinahigh—reactionturbinewasinvestigatedbymid—temperaturetestandnumericalsimulation，andtheeffectrulewasobtained．Theratio

4、nalityofnu—mericalcalculationmethodwasdemonstratedthroughcomparisonbetweenthecalculationresultsandtestresults．Researchresultsindicatethatefficiencyinfluenceismoreobviousinahigh-reactionturbineandmassflowofturbinestatorismutativeindifferenttipclearance．Keywords：aero-eng

5、ine；reaction；tipclearance；stageperformancetest；turbineeficiency；numrca】ca1ca1at0n1引言发动机研制过程中，通过变叶尖间隙试验研究㈣，了解和掌握不同叶尖间隙对涡轮性能的影响，并结合随着航空发动机推重比的增加，涡轮部件的气数值计算分析研究叶尖间隙对性能的影响规律，同动负荷也越来越高，单级涡轮叶尖截面的涡轮级反时验证数值计算分析的合理性，对提高高负荷涡轮力度接近0．5，甚至更高。在如此高的涡轮级反力度设计水平具有重要的工程应用价值。条件下，如何控制转子叶尖的间

6、隙泄漏损失，对本文在中温模拟级性能试验器上，对某涡轮进提高涡轮效率有重要意义。行了不同叶尖间隙的性能影响试验研究，录取了涡研究表明，单级涡轮中三分之一以上的流动损轮性能随叶尖间隙的变化曲线，并对各试验状态进失由转子叶尖间隙泄漏引起，涡轮叶尖间隙每减小行了数值模拟分析，对试验和计算的结果进行了比相对叶高的l％，涡轮效率可提高1．5％，发动机排气较，总结出了不同叶尖间隙对涡轮性能的影响规律。温度降低2O℃，燃油消耗率降低约1％，发动机排放大大降低。因此，合理控制转子叶尖间隙，对提高涡2试验涡轮轮及发动机性能尤为重要。而合理控制转子叶尖间

7、隙的前提，是要掌握此类涡轮性能随叶尖间隙的变试验涡轮为高负荷、大冷气流量单级轴流涡化规律，摸清叶尖间隙随工况的变化规律。因此，在轮。涡轮膨胀比4．12，导向器出口平均马赫数1．05，收稿日期：2o14—05—15；修回日期：2o14—06—21作者简介：黄铁洋(1981—1，男，辽宁辽阳人，工程师，从事航空发动机设计工作。第27卷燃气涡轮试验与研究l9转子出口平均相对马赫数1．20，涡轮级载荷系数接低至1％时相对效率提高约2％，而相对叶尖间隙从近1．8，冷气流量占涡轮进口流量的27％，涡轮级反1％降低至最小问隙0％时相对效率提高也约

8、为2％，力度平均值O．51，其中叶尖截面反力度接近0．55。说明对于高反力度涡轮，越是接近转子外环块位置，为有效控制转子叶尖间隙泄漏流损失，在转子叶尖叶尖间隙对涡轮性能的影响越明显。③随着转子叶采用了不规则凹槽设计。尖间隙的减小，涡轮