热能动力工程

作者：张 勇，殷林林，陈 云，刘建明

单位：中国航发沈阳发动机研究所，辽宁 沈阳 110015,,中国航发沈阳发动机研究所，辽宁 沈阳 110015,,中国航发沈阳发动机研究所，辽宁 沈阳 110015,,中国航发沈阳发动机研究所，辽宁 沈阳 110015,

关键词：叶尖间距;气冷涡轮;性能试验;数值研究;叶冠泄漏

基金：国家科技重大专项资助项目（J2019II0010031）

为量化评估工程应用的气冷低压涡轮带冠转子叶片的叶尖间距大小对涡轮气动性能的影响，综合现有涡轮部件试验能力，以单级轴流低压涡轮性能试验件为基础，通过控制圆度的机加方式磨削转子外环内壁以实现叶尖间距的变化，采用控制冷气流量比的方法，开展5次不同叶尖间距大小的涡轮级性能试验，得到多工况下涡轮效率、换算流量和换算功率等特性参数。采用加载冷气及考虑转子叶冠结构的数值模型进行三维仿真计算，并与试验结果对比分析。研究表明：叶尖间距由0.6 mm增加至3.2 mm，低压涡轮流通能力增大1%，叶冠泄漏量增多34%，但做功能力下降23%。涡轮效率变化与叶尖间距大小近似呈线性关系，叶尖间距每增加1 mm，效率约降低0.7%，同时，叶尖间距的增加导致了叶冠腔的旋涡结构、气流掺混及主流入侵强度逐渐增大，引起动叶总压损失的增大，叶尖间距增加至3.2 mm导致叶间位置总压损失由0.88增至2.3。

来源：2023年第12期

《热能动力工程》期刊编辑部

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