航空燃?xì)廨啓C(jī)正向著高推重比和低耗油率的高性能趨勢(shì)發(fā)展,高負(fù)荷、高效率、低級(jí)數(shù)、小尺寸的渦輪才能滿足現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展需求。因此為了提高燃?xì)鉁u輪的整體性能從根源入手,提高單個(gè)渦輪葉片的性能,減小其做功過(guò)程中產(chǎn)生的能量損失是非常具有深入研究意義的。氣體在渦輪葉柵流道內(nèi)的流動(dòng)是極其復(fù)雜的,氣流流經(jīng)渦輪流道,將其極高的焓變轉(zhuǎn)化為動(dòng)能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械功,在這個(gè)過(guò)程中由于氣流在旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)復(fù)雜結(jié)構(gòu)中流動(dòng),會(huì)產(chǎn)生一系列的二次流損失,其中葉頂間隙內(nèi)的潛流現(xiàn)象引起的泄漏損失會(huì)明顯導(dǎo)致渦輪葉片做功能力的下降和效率下降,從而對(duì)渦輪的整機(jī)效率也產(chǎn)生了負(fù)面影響。本課題的目的就是通過(guò)數(shù)值計(jì)算的途徑針對(duì)單個(gè)渦輪直葉柵葉尖產(chǎn)生的間隙泄漏流動(dòng)現(xiàn)象的一種控制方法進(jìn)行研究。首先采用一種特定結(jié)構(gòu)的直蜂窩葉頂?shù)谋粍?dòng)流動(dòng)控制手段抑制葉頂間隙泄漏現(xiàn)象,并分析這種控制方法的作用機(jī)理,發(fā)現(xiàn)蜂窩葉頂泄漏渦被削弱,通道渦渦核上移,氣動(dòng)損失減小。而后探究葉頂蜂窩腔的不同深度對(duì)于葉頂間隙泄漏流動(dòng)的影響規(guī)律,結(jié)果顯示當(dāng)葉頂蜂窩的深度為1%相對(duì)葉高時(shí),泄漏抑制效果最佳,間隙泄漏量相對(duì)平頂下降了10.96%。最后在此蜂窩參數(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)傾斜蜂窩的葉頂結(jié)構(gòu)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Hawthorne渦結(jié)構(gòu)模型

哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，Ns為分離結(jié)點(diǎn)，SL為分離線，自此出發(fā)形成一個(gè)呈片狀的游發(fā)展。圖中 CSV(Corner separation vortex)表示的是角區(qū)集所描述的片狀尾緣分離渦與角區(qū)分離區(qū)內(nèi)的流體共同作用從吸力面脫落的螺旋渦，這一現(xiàn)象在葉片吸力面表面靠近流現(xiàn)象產(chǎn)生。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文形成鞍點(diǎn) Sc，流線從鞍點(diǎn)分為兩個(gè)分支，一條為 ScNt'沿吸力邊發(fā)展，對(duì)應(yīng)葉頂脫落渦；另一條 ScNu'在吸力面上向葉根方向斜行，對(duì)應(yīng)上通道渦。從上端壁流動(dòng)圖譜中能看到兩條明顯流線，一條是吸力邊上產(chǎn)生并向下游發(fā)展在的分離線 Ls，另一條是壓力邊附近的再附線 Lr。綜上，推理得到的葉柵出口截面渦結(jié)構(gòu)如圖 1-4，其中包括了① 泄漏渦：泄漏流體與端壁橫向流動(dòng)共同作用而產(chǎn)生；②上通道渦：上端壁一側(cè)的橫向流體卷吸運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生；③下通道渦：下端壁一側(cè)的橫向流體卷吸運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生；④端部脫落渦：流體流經(jīng)葉片表面后脫落而產(chǎn)生；⑤吸力面一側(cè)卷起的小尺度渦：由于上、下通道渦在中徑處附近的共同誘導(dǎo)作用而產(chǎn)生。通過(guò)以上對(duì)模型的分析發(fā)現(xiàn)，由于葉頂間隙的存在，導(dǎo)致上半葉展區(qū)域流道內(nèi)的渦系結(jié)構(gòu)比下半葉展復(fù)雜的多，二次流引入的損失也相對(duì)更大，這些復(fù)雜流動(dòng)之間的相互作用現(xiàn)象對(duì)下游流場(chǎng)乃至整個(gè)渦輪性能的影響更大。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]葉尖小翼控制渦輪葉柵間隙流動(dòng)的研究[D]. 魏曼.大連海事大學(xué) 2016
[2]自發(fā)射流抑制渦輪葉頂間隙泄漏研究[D]. 胡建軍.燕山大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3024508