涡轮叶片盘缘进气结构的流动特性研究

admin · 发表于 2023-9-26 11:28:35

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雅宝题库解析：
提高涡轮前温度是提高发动机推力和效率的主要技术措施。但是涡轮前温度的提高会给涡轮部件带来很大的热负荷题目。解决该题目的一个有效方法就是采用先进的冷却技术。多年来，国内外学者在涡轮部件冷却方面做了大量的数值模拟以及实验研究，取得了很多有价值的成果。然而大多数研究只是针对叶片以及盘腔的冷却结构开展的，对于叶片盘缘进气结构的研究非常少，至于旋转状态下的研究更加少有涉及。叶片盘缘进气结构是叶片和涡轮盘的过渡部分，其流动特性直接关系到整个涡轮部件冷却效果的优劣。因此，对涡轮叶片盘缘进气结构流动特性的研究尤为重要。基于此，本文采用以数值模拟为主、实验验证为辅的方法重点考察了涡轮叶片盘缘进气结构的流阻系数、流量分配等流动特性规律。数值模拟结果表明：在静止状态下，①模型各通道的流阻系数均受到榫头与榫槽间隙形状的影响。相对平直形状而言，当间隙呈弯曲或楔形形状时流阻系数较小。②模型各通道入口几何结构对其流阻系数有很大影响。入口倒角可以有效降低流阻系数，而节流片的存在使得流阻系数大大增加。③模型各通道的流量分配仅受到通道入口几何结构的影响，可通过节流片改变通道间的相对流量份额。在旋转状态下，①模型中不同通道的流阻系数差别很小，并且都维持在一个相对较低的水平，没有受到模型结构差异的影响。②与静止状态下相比，通道间的流量分配产生了更大的差异。旋转状态下离心力、科氏力的共同作用使得通道1的流量分配比重变大，而通道3的明显减小。另外，本文的验证实验和数值模拟结果虽然在数值上存在一定偏差，但是趋势上符合较好。总体而言，数值模拟方法的可靠性得到了验证。

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