【摘要】：工業(yè)汽輪機(jī)的一個(gè)重要特點(diǎn)是變工況運(yùn)行,這對(duì)汽輪機(jī)雙列速度級(jí)內(nèi)的導(dǎo)葉的變工況性能提出了較高的要求。后加載葉型由于具有較好的攻角適應(yīng)性,能夠滿足上述運(yùn)行特點(diǎn),成為研究的熱點(diǎn)。在不同的工況下,葉片通道內(nèi)部的流動(dòng)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生很大變化,因此詳細(xì)認(rèn)識(shí)葉片在不同工況下的氣動(dòng)特性對(duì)進(jìn)一步改善流場(chǎng)具有重要意義。本文采用平面葉柵吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的手段,對(duì)兩種后加載葉型的氣動(dòng)特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究。在實(shí)驗(yàn)方面,設(shè)計(jì)并搭建了葉柵實(shí)驗(yàn)臺(tái),校準(zhǔn)了五孔探針等測(cè)量設(shè)備,在不同攻角、展弦比、進(jìn)口邊界層厚度工況下對(duì)葉柵進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量,處理數(shù)據(jù)得到葉片的表面靜壓系數(shù)、總壓損失系數(shù)、出口氣流角與二次流矢量等重要的氣動(dòng)參數(shù);在數(shù)值模擬部分,通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果的差異,確定了數(shù)值計(jì)算所需要的湍流模型與入口湍流參數(shù),證明了數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性,在此基礎(chǔ)上,對(duì)葉柵在不同攻角、來(lái)流湍流度、入口邊界層厚度工況下進(jìn)行了數(shù)值研究,并通過(guò)詳細(xì)的后處理得到了葉柵內(nèi)部流動(dòng)細(xì)節(jié)。本文按節(jié)距平均總壓損失系數(shù)沿葉高的分布將葉柵流場(chǎng)分為主流區(qū)與端部區(qū)。研究結(jié)果表明,攻角的增大對(duì)主流區(qū)損失的影響較小,但是會(huì)影響端部區(qū)域的范圍,橫向壓力梯度的增強(qiáng)以及通道渦強(qiáng)度的增加使得柵后的角區(qū)流體向葉柵中部和壓力面一側(cè)擴(kuò)張,增大了端部區(qū)域的損失與出口氣流角;展弦比的影響僅體現(xiàn)在較小展弦比工況下,隨著展弦比的減小,葉型損失逐漸增大,端壁邊界層增厚,端壁處損失逐漸增加,出口氣流角略有減小,當(dāng)展弦比很小時(shí),角區(qū)流體發(fā)生摻混,二次流動(dòng)加強(qiáng),增大了葉型損失;湍流度對(duì)葉片角區(qū)流體有影響,隨著湍流度的增大,吸力面分離泡的尺度逐漸減小,流動(dòng)形態(tài)也有所改善,而湍流度的減小會(huì)加劇角區(qū)與壁面分離泡的相互作用,惡化尾緣處流場(chǎng);來(lái)流邊界層的增厚會(huì)減緩?fù)ǖ罍u對(duì)角區(qū)流體的擴(kuò)張作用,進(jìn)而延緩吸力面角區(qū)流體的分離,一定程度上改善了柵后的流場(chǎng)特性。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TK263.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2644206