透平动叶顶部间隙流的端壁流结构研究次二.PDF

维普资讯 第 39卷 第 5期 西 安 交 通 大 学 学 报 Vo1．39 №5 2005年 5月 JOURNALOFXIANJIAOTONG UNIVERSITY May 2005 透平动叶顶部间隙流的端壁 流结构研究 祁明旭，丰镇正 (西安交通大学叶轮机械研究所 ，710049，西安) 摘要：对不同动叶顶部间隙的Aachen一级半轴流透平 内部流动进行了数值模拟，以二次速度矢量和周向 平均气流角的分布为依据，分析了间隙流、间隙涡与动叶顶部通道涡掺混的方式及其对二次流结构的影响． 结果表明：较大的间隙尺寸导致间隙涡较早产生；间隙涡在向下游发展的过程中强度减弱，但范围有所增加； 较小的间隙或者在接近叶栅前缘区域，间隙流仅将通道涡整体推移，不破坏通道涡的完整性；间隙较大或在 叶栅的高加载区域，间隙流将通道涡拆分成2个独立的涡区，并将这2个涡区分别向压力面和中叶展推移， 而间隙涡本身则占据动叶顶部较大的区域．最后，给出了不同间隙下2种不同的端壁二次流结构． 关键词 ：间隙流；间隙涡；通道涡；二次流 中图分类号：TK124 文献标识码：A 文章编号：0253—987X(2005)05—0445—05 StudyonTipClearanceFlow ofTurbineBlade-EndwallSecondaryFlow Structure QiMingxu，FengZhenping (InstituteofTurbomachinery，XianJiaotongUniversity，Xian710049，China) 二 Abstract：NumericalsimulationsonAachen1—1／2axial—flow turbinestageswithdifferenttipclearances 次 wereperformed．Basedonthedistributionsofsecondaryvelocityandaveragedazimuthalflow angle，the fomr ofmixingprocessoftipclearancevortexwithpassagevortexanditsinfluencesonsecondaryflow structurewerestudied．Theresultsshow thattipclearancevortexfomr searlierunderlargertipclearance， accompaniedwithdecreasedintensionandincreasedsizeduringitsdevelopmentdownstream—wise．Moreo— ver，undersmalltipclearanceorinthelocationnearbyleadingedge，thepassagevortexisonlyshiftedby tipclearanceflow whileintegritybeingpreserved．However，underlargertipclearanceorinthehigh-load— edarea，passagevortexisdivided intotwoindependentvorticeswhichareshiftedtowardspressureside andmid-span，whiletipvortexoccupiesalargetipareanearendwal1．Inaddition，twodifferentendwall secondaryflow structureswerepresented． Keywords：tipclearanceflow；tipclearancevortex；passagevortex；secondaryflow 透平机械动叶间隙的存在，导致间隙流及间隙涡 动情况、间隙涡与二次流的干涉强度、间隙涡的产生 的形成并产生损失，从而引起透平级性能的变化