热能动力工程

作者：黄小杨,钟世林,王钦钦,娄德仓,崔亭亭

单位：中国航发四川燃气涡轮研究院 成都,,中国航发四川燃气涡轮研究院 成都,,中国航发四川燃气涡轮研究院 成都,,中国航发四川燃气涡轮研究院 成都,,中国航发四川燃气涡轮研究院 成都,

关键词：跨音速涡轮;涡轮叶尖;换热系数;激波结构;叶尖间隙

以经典PW-E3跨音速涡轮叶片为研究对象，围绕高负荷跨音速涡轮叶尖区域,通过求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes（RANS）方程和SST湍流模型,系统分析了不同叶尖间隙下的气动与换热特性及其影响机制，揭示了叶尖区域复杂流动结构、激波及膨胀波的形成、分布与演化规律。结果表明，叶尖区域亚音速-超音速的转换显著影响局部压力、速度和换热分布，膨胀波和激波的相互作用导致壁面出现高低不均的换热带。叶尖间隙高度增大使超音速区范围扩大，激波与分离泡结构增强，换热系数面平均值相应升高，叶尖间隙由0.23增加至1.38时，面积平均换热系数增加了9.851%，低换热区分布受激波强度与范围主导。

来源：2026年第2期

《热能动力工程》期刊编辑部

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