热能动力工程

作者：丁旭东，赵鸿琛，陈可轩，张 伟

单位：杭州汽轮机股份有限公司 工业透平研究院，浙江 杭州 310022,,杭州汽轮机股份有限公司 先进动力研究院，浙江 杭州 310022,,杭州汽轮机股份有限公司 工业透平研究院，浙江 杭州 310022,,杭州汽轮机股份有限公司 先进动力研究院，浙江 杭州 310022,

关键词：枞树型叶根间隙;流量试验;三维数值模拟;雷诺数;计算关联式

基金：浙江省“领雁”研发攻关计划项目(2022C011118)

为了研究气流在涡轮枞树型叶根间隙内的流动特性，以及校核与优化现有叶根间隙流量计算关联式。以某型地面燃气轮机涡轮一级转子枞树型叶根间隙为对象，对其进行了流量试验与三维数值模拟研究。测量了进出口压比范围为1~2工况下通过叶根间隙的流量值，该流量值对应的流动雷诺数范围为1 700~16 500。并在ANSYS/CFX中对相同模型及进出口边界条件下叶根间隙内的流动进行数值模拟，获得叶根间隙截面流动结构，同时计算了长径比39~118范围内，不同压比工况下通过叶根间隙的流量。研究表明：随着压比增大，流过叶根间隙的流量增大趋势逐渐减小；随着长径比增大，流过叶根间隙流量逐渐减小；文献\[10-11\]提供的叶根间隙流量计算关联式的计算结果与试验测量值平均误差16.3%；与关联式流量计算值随压比变化趋势不同，试验测量值分布曲线随压比增大无明显转折；两端宽、中间窄的叶根间隙通道结构使得流道内层流与湍流共存，从而造成了上述偏差；针对上述偏差，根据试验与三维数值模拟结果拟合了新的叶根间隙流量计算关联式。

来源：2023年第7期

《热能动力工程》期刊编辑部

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