平面涡轮叶栅内旋涡结构的试验研究.pdfVIP

学兔兔 第46卷第 12期 机 械 工 程 学 报 Vlo1．46 NO．12 20 1 0年 6月 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Jun． 2 0 1 0 DoI：10．3901，JrT E．2010．12．155 平面涡轮叶栅内旋涡结构的试验研究木 张华良 谭春青 陈海生 山本孝正2 f1．中国科学院工程热物理研究所 北京 100190； 2．日本宇宙航空研究开发机构 东京 182—8522 日本) 摘要：选择3种典型的平面涡轮叶栅，叶型折转角分别为68。、113。和160。，通过对其内部流场进行详细测量和流动分析， 讨论叶型折转角对出口涡量分布、气流角分布以及流动损失的影响，并获得3种典型叶栅的旋涡模型。结果表明，在平面涡 轮叶栅中存在着复杂的旋涡结构，而且对于不同的叶型折转角，旋涡模型也不同：随着叶型折转角的增加，流场中通道涡的 强度不断增强，其位置也不断向叶片中部移动；受其影响，尾缘涡在整个流场中的地位则随着叶型折转角的增加而逐步降低。 旋涡结构的变化会引起叶栅出口的气流角、密流和损失分布的明显差别，可以通过控制旋涡结构来重新组织流场。因此，认 识叶栅内旋涡结构的基本特征可以为气动优化策略的选择提供依据。 关键词：折转角 旋涡结构 气流角 损失 中图分类号：V231．3 Experimental Investigation on Vortex Structures in Linear rbine Cascades ZHANG Hualiang TAN Chunqing CHEN Haisheng YAMAMOTO Atsumasa2 (1．Institute ofEngineering Thermophysics ofChinese Academy ofSciences，Beijing 100190； 2．Japan Aerospace Exploration Agency,Tokyo 1 82—8522，Japan) Abstract：A series of experimental meas~ements are performed in details on three typical linear turbine cascades with tuming angles of68。，113。and 160。．The effect ofturning angle on outlet vorticity distribution，flow angle distribution and flow loss is discussed on the basis of detailed meas~ement and flow analysis of internal flow field．Then the vortex models of the three typical cascades are obtained．The experiment result shows that there exist complex vortex structures in linear turbine cascades．Moreover,for different turning angles，the vortex modes are also different．With the increase of turning angle，the intensity of passage vortex in flow field increases，and its position moves toward the middle ofthe