涡轮轮缘密封封严效率的数值研究 被引量：19

1

作者 高庆 陶加银 +1 位作者 宋立明 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期12-17,共6页

采用三维RANS方程组和SST湍流模型研究了涡轮轮缘密封的封严效率。以实验用模型透平航空发动机涡轮轮缘密封为对象,计算了轮缘密封封严效率,计算结果与实验结果吻合良好,从而验证了数值方法的可靠性。在8种冷却气流流量下,研究了3种不... 采用三维RANS方程组和SST湍流模型研究了涡轮轮缘密封的封严效率。以实验用模型透平航空发动机涡轮轮缘密封为对象,计算了轮缘密封封严效率,计算结果与实验结果吻合良好,从而验证了数值方法的可靠性。在8种冷却气流流量下,研究了3种不同动静叶轴向距离和轮缘密封轴向位置的封严效率的变化特性,结果表明:在所研究的轮缘密封结构下,随着动静叶轴向距离的增大,主流入侵流量降低,封严效率升高;动静叶轴向距离一定时,轮缘密封轴向位置越靠近静叶,则主流入侵流量越大,封严效率越低。 展开更多

关键词 涡轮 轮缘密封 封严效率 数值模拟

下载PDF 职称材料

间隙结构对轮缘密封封严性能及透平级气动性能影响的数值研究 被引量：13

2

作者 高庆 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期25-31,128,共8页

采用数值求解三维RANS方程和SST湍流模型的方法,研究了间隙结构对轮缘密封封严性能以及封严射流对透平级气动性能的影响。首先,分别对Aachen的一级半透平以及实验测得的轴向轮缘密封结构进行了数值计算,验证了所用数值方法在透平级气动... 采用数值求解三维RANS方程和SST湍流模型的方法,研究了间隙结构对轮缘密封封严性能以及封严射流对透平级气动性能的影响。首先,分别对Aachen的一级半透平以及实验测得的轴向轮缘密封结构进行了数值计算,验证了所用数值方法在透平级气动性能以及密封封严性能方面计算的有效性。在此基础上,分析对比了5种封严射流流量下出口面积相同的直缝间隙、倾斜间隙,以及在倾斜间隙基础上改型得到的渐缩、渐扩间隙等4种密封结构的封严性能和封严射流对透平级气动性能的影响。结果表明,轮缘密封间隙结构会影响到间隙射流,进而导致不同间隙结构下透平级总压损失不同。与直缝间隙相比,倾斜间隙可以有效减小封严射流造成的总压损失,同时具有较高的封严性能;渐缩、渐扩间隙的封严性能与倾斜间隙相近,其中渐扩间隙可以更为有效地减小封严射流造成的气动损失。 展开更多

关键词 透平级 涡轮 轮缘密封 气动性能 数值研究

下载PDF 职称材料

结构参数对轮缘密封封严特性影响的数值研究 被引量：10

3

作者 孔祥林 陶加银 +1 位作者 冯增国 李军 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期280-285,291,共7页

采用Ansys-CFX软件数值求解三维RANS方程和SST湍流模型,研究了涡轮轴向轮缘密封几何结构参数对其封严特性的影响,并对数值计算得到的轴向轮缘密封的封严效率与试验数据进行了对比,分析了动静间距和密封间隙尺寸对轮缘密封燃气入侵和封... 采用Ansys-CFX软件数值求解三维RANS方程和SST湍流模型,研究了涡轮轴向轮缘密封几何结构参数对其封严特性的影响,并对数值计算得到的轴向轮缘密封的封严效率与试验数据进行了对比,分析了动静间距和密封间隙尺寸对轮缘密封燃气入侵和封严效率的影响.结果表明:数值计算得到的封严效率与实验值吻合良好,验证了所用数值方法的可靠性;主流周向压力不对称分布会导致周向不同位置分别呈现出流和入侵;对于轴向轮缘密封,当动叶远离盘腔时,主流周向压差减小,主流入侵减少,封严效率升高,当密封间隙增大时,主流入侵增加,封严效率降低. 展开更多

关键词 涡轮 轮缘密封 封严特性 燃气入侵 数值模拟

下载PDF 职称材料

径向轮缘密封封严效率的数值研究 被引量：9

4

作者 高庆 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期55-61,共7页

通过SST湍流模型求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程组,研究了涡轮径向轮缘密封封严特性,采用附加变量法研究了主流入侵程度,数值计算获得的主流通道压力及轮缘密封封严效率分布与实验数据吻合良好,在此基础上研究了几... 通过SST湍流模型求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程组,研究了涡轮径向轮缘密封封严特性,采用附加变量法研究了主流入侵程度,数值计算获得的主流通道压力及轮缘密封封严效率分布与实验数据吻合良好,在此基础上研究了几何结构参数对涡轮径向轮缘密封的封严性能的影响规律。结果表明:径向轮缘密封封严效率随着密封内齿长度的增加而升高,随着径向间隙尺寸的减小而升高;密封径向内齿向下倾斜时,密封封严效率提高;与径向内齿安装在静盘侧相比,安装在动盘侧时的密封封严效率更高;密封的轴向及径向等几何参数一定时,采用迎风齿结构可以提高径向轮缘密封的封严性能。 展开更多

关键词 涡轮 轮缘密封 封严效率 数值模拟

下载PDF 职称材料

1.5级涡轮轮缘密封燃气入侵特性的数值研究 被引量：8

5

作者 程舒娴 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期12-20,115,共10页

通过雷诺应力湍流模型(SST)求解三维URANS(unsteady Reynods-averaged NavierStokes)方程组,研究了1.5级涡轮双重径向轮缘密封的非定常封严特性,采用附加变量法研究了主流入侵程度,数值模拟获得的动叶前、后腔时均预旋比和静压系数与实... 通过雷诺应力湍流模型(SST)求解三维URANS(unsteady Reynods-averaged NavierStokes)方程组,研究了1.5级涡轮双重径向轮缘密封的非定常封严特性,采用附加变量法研究了主流入侵程度,数值模拟获得的动叶前、后腔时均预旋比和静压系数与实验数据吻合,验证了1.5级涡轮动静交界面设置和数值方法的有效性,并在此基础上研究了变工况对动叶下游压力分布与后腔封严效率的影响规律。结果表明:后腔轮缘密封的封严效率高于前腔;后腔上游主流周向压差的开方与主流流量系数成正比;冷气量不变时,随着主流流量的增大,后腔的封严效率逐渐降低至0.4后变化趋缓。 展开更多

关键词 涡轮 轮缘密封 燃气入侵 封严效率 数值模拟

下载PDF 职称材料

旋转诱导轮缘密封不稳定流动特性及结构优化 被引量：8

6

作者 高杰 曹福堃 +2 位作者 褚召丰 岳国强 郑群 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期753-766,共14页

针对无主流非均匀压力场影响下旋转诱导轮缘密封非定常流动问题,采用经旋转封闭腔试验验证的大涡模拟方法,研究了封闭轮缘密封腔内流动的不稳定性,在此基础上针对典型轴向与径向密封和实际发动机中可见的斜向密封等3种结构进行非定常雷... 针对无主流非均匀压力场影响下旋转诱导轮缘密封非定常流动问题,采用经旋转封闭腔试验验证的大涡模拟方法,研究了封闭轮缘密封腔内流动的不稳定性,在此基础上针对典型轴向与径向密封和实际发动机中可见的斜向密封等3种结构进行非定常雷诺平均数值计算,研究了典型轮缘密封结构下密封区域瞬时流场特性,并采用快速傅里叶变换与互相关分析方法揭示了轮缘密封区域大尺度涡结构的动力学特性,最后给出了不同轮缘密封结构的旋转诱导封严特性及密封结构优化的启示.研究结果表明:旋转诱导轮缘密封流具有固有不稳定特性,在轮缘间隙区域产生了一系列大尺度涡结构,它们沿周向以低于转子的速度传播,旋涡频率、转速与个数取决于轮缘密封类型,总体上旋转诱导斜向密封的封严效率优于轴向与径向密封. 展开更多

关键词 轮缘密封 不稳定流动 旋转诱导 燃气入侵 封严特性

原文传递

燃气轮机轮缘密封气动技术研究进展 被引量：7

7

作者 高杰 黄镜玮 +2 位作者 杜玉锋 霍东晨 付维亮 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期284-299,共16页

为明确轮缘密封技术发展现状及趋势,在相关文献调研基础上,从轮缘密封燃气入侵的预测模型、轮缘密封不稳定流动机制、涡轮轮缘密封燃气入侵特性及流动机理、轮缘密封出流与涡轮主流的相互干扰、涡轮轮缘密封设计及气动性能改进等方面对... 为明确轮缘密封技术发展现状及趋势,在相关文献调研基础上,从轮缘密封燃气入侵的预测模型、轮缘密封不稳定流动机制、涡轮轮缘密封燃气入侵特性及流动机理、轮缘密封出流与涡轮主流的相互干扰、涡轮轮缘密封设计及气动性能改进等方面对燃气轮机轮缘密封气动技术的研究进展进行综述。简要总结了轮缘密封流动的常用研究方法与研究结果,并指出未来除需进一步完善多参数耦合影响下的多种封严结构燃气入侵理论预测模型,强化涡轮高参数试验及高精度数值计算方法外,还应在变工况条件下的旋转诱导入侵、轮缘密封间干扰和封严出流与主流非定常交互演化机制等方面开展更深入的细致研究,并在此基础上探索高性能轮缘密封结构设计优化技术。另外,强化气热环境下的封严出流对涡轮冷却特性的影响研究,发展考虑封严出流作用的涡轮低维度气动设计技术也是轮缘密封技术发展的重要方向。 展开更多

关键词 轮缘密封 不稳定流动 燃气入侵 封严特性 结构设计

原文传递

轮缘密封封严效率及结构设计研究进展 被引量：5

8

作者 李军 程舒娴 +2 位作者 高庆 李志刚 晏鑫 《热力透平》 2018年第1期6-15,共10页

轮缘密封作为燃气透平二次空气系统的重要部件,可以有效抑制燃气入侵、防止轮盘过热,因而得到重视。介绍了透平轮缘密封外环诱导和旋转诱导燃气入侵的机理,展示了燃气透平动盘上下游腔室的流动图谱。综述了轮缘密封燃气入侵和封严效率... 轮缘密封作为燃气透平二次空气系统的重要部件,可以有效抑制燃气入侵、防止轮盘过热,因而得到重视。介绍了透平轮缘密封外环诱导和旋转诱导燃气入侵的机理,展示了燃气透平动盘上下游腔室的流动图谱。综述了轮缘密封燃气入侵和封严效率的实验测量和数值模拟研究进展,介绍了具有高封严效率的轮缘密封结构设计。总结了燃气透平轮缘密封技术的研究结论,并展望了轮缘密封技术在抑制燃气入侵和提高封严效率方面需要加强和深化的研究工作,研究总结可为燃气透平轮缘密封技术性能分析和结构设计提供参考。 展开更多

关键词 透平 轮缘密封 燃气入侵 封严效率 结构设计

下载PDF 职称材料

燃气轮机轮缘密封稳态与瞬态流动特性数值研究 被引量：3

9

作者 廖高良 高庆 +2 位作者 周刚 李杨 王新军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第24期7237-7246,共10页

采用CFX商用软件及剪切应力输运湍流模型对燃气轮机中第一级透平的轮缘密封进行了稳态和瞬态流动特性的数值研究。对于稳态特性,数值研究了不同轮缘密封结构和转速对轮缘密封效率和无量纲密封流量的影响;对于瞬态特性,详细分析了压力、... 采用CFX商用软件及剪切应力输运湍流模型对燃气轮机中第一级透平的轮缘密封进行了稳态和瞬态流动特性的数值研究。对于稳态特性,数值研究了不同轮缘密封结构和转速对轮缘密封效率和无量纲密封流量的影响;对于瞬态特性,详细分析了压力、频率以及轮缘密封效率的分布规律。研究结果表明:轮缘密封效率随着无量纲密封流量的增大而增大;轴向和径向密封结构的最小无量纲密封流量变化范围分别为9.62×10~3~9.63×10~3和5.07×10~3~5.75×10~3,表明径向密封结构的密封效果优于轴向结构;随着轮盘转速的升高,最小无量纲密封流量增大;提高密封空气流量有利于减小轮缘腔室内的非稳定性,但对压力的周向分布和静叶尾迹区的分布影响很小;瞬态计算下获得的静盘面密封效率要低于稳态计算值。 展开更多

关键词 燃气轮机 轮缘密封 数值研究 密封效率 无量纲密封流量 轮盘转速

下载PDF 职称材料

燃气旋流和湍流强度对转静盘腔入侵及流动特性影响的数值研究

10

作者 李昆阳 杜昆 +1 位作者 赵尊盛 刘存良 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期9-17,31,共10页

为了探究主流旋流和湍流对转静盘腔燃气入侵规律及机理的影响,在封严冷气量固定的条件下,针对主流旋流角、湍流强度以及二者共同作用对燃气入侵规律的影响开展数值模拟研究。研究结果揭示:当仅存在旋流时,腔内Batchelor流动核心的分布... 为了探究主流旋流和湍流对转静盘腔燃气入侵规律及机理的影响,在封严冷气量固定的条件下,针对主流旋流角、湍流强度以及二者共同作用对燃气入侵规律的影响开展数值模拟研究。研究结果揭示:当仅存在旋流时,腔内Batchelor流动核心的分布位置和规模直接受主流旋流角的影响,同时,该核心的流动特性引起了封严效率的显著变化;此外,旋流角通过影响封严出口上游的压力分布,进一步影响了下游的燃气入侵程度。当无旋流角、改变主流湍流强度时,在极端湍流强度I=20%的工况下,静盘侧Batchelor核心几乎完全消失,盘腔受到严重燃气入侵。当主流湍流强度I固定为20%,旋流角与其共同作用时,入侵状况相较于无旋流角时有所改善,但旋流角SA=15°的工况封严效率反而略低于SA=30°的工况,这主要是因为封严出口上游压力分布在湍流和旋流耦合作用下呈现出不同的波动特征。 展开更多

关键词 轮缘密封 燃气入侵 封严效率 数值模拟 旋流角 湍流强度

原文传递

轴向轮缘密封导流段几何结构对涡轮级气动冷却特性影响的数值研究 被引量：4

11

作者 高庆 屈杰 +3 位作者 马汀山 居文平 李军 惠涛 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期26-33,共8页

以轴向轮缘密封为研究对象,在传统直缝密封间隙结构的基础上,通过改变轴向外齿间隙区域的几何型线,设计了双曲线、椭圆及圆型密封导流段结构,数值求解了三维RANS方程组和SST湍流模型,并且系统深入研究了这4种不同导流段几何结构下轮缘... 以轴向轮缘密封为研究对象,在传统直缝密封间隙结构的基础上,通过改变轴向外齿间隙区域的几何型线,设计了双曲线、椭圆及圆型密封导流段结构,数值求解了三维RANS方程组和SST湍流模型,并且系统深入研究了这4种不同导流段几何结构下轮缘密封射流对涡轮级的气动性能,以及对下游动叶端壁冷却性能的影响规律。研究结果表明:所设计圆型、椭圆型以及双曲型导流段结构均可提高涡轮级整体气动性能;圆型密封导流段结构具有最佳的气动性能以及端壁气膜冷却效果。相比于直缝型导流段结构,采用圆型导流段结构在相同的冷气流量下,涡轮级效率可提高约0.23%;在动叶前缘轮缘密封射流所覆盖的冷却区域,采用圆型导流段结构时冷却效率可提高约20%。 展开更多

关键词 轮缘密封 气动性能 冷却特性 数值模拟

下载PDF 职称材料

透平级气动及运行参数对轮缘密封封严性能影响的数值研究 被引量：4

12

作者 高庆 廖高良 +5 位作者 张永海 余小兵 高登攀 刘安 居文平 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期62-72,共11页

以燃气轮机中常用的径向轮缘密封为研究对象,系统深入地研究了透平级压比、转速等参数的改变对轮缘密封封严性能的影响规律。通过求解三维RANS方程组和SST湍流模型,在基于添加示踪流体湍流输运附加变量控制方程的基础上,首先计算得到了... 以燃气轮机中常用的径向轮缘密封为研究对象,系统深入地研究了透平级压比、转速等参数的改变对轮缘密封封严性能的影响规律。通过求解三维RANS方程组和SST湍流模型,在基于添加示踪流体湍流输运附加变量控制方程的基础上,首先计算得到了4种透平进出口压比、4种透平级转速工况条件下的典型径向轮缘密封的封严效率;其次,对比了不同动静叶片周向相对位置对轮缘密封封严性能的影响。研究结果表明:当透平级压比和转速变化时,将通过影响动叶前缘压力势场分布来影响轮缘密封封严性能;随着压比的增加,周向压力不均匀程度变大,封严效率降低,入侵强度明显强化;当转速由小到大变化时,周向压力不均匀程度得以改善,因此轮缘密封的封严效率得以提高;动静叶相对位置变化会引起静叶尾迹与动叶前缘势场的相对干涉,导致轮缘密封封严效率出现变化,随着动叶的旋转,盘内的入侵流呈现出周期性的强化与减弱。 展开更多

关键词 透平级 轮缘密封 封严效率 数值模拟

下载PDF 职称材料

导叶尾缘端壁造型对轮缘密封封严的影响

13

作者 程舒娴 杜昆 李昆阳 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期135-141,共7页

采用数值求解三维URANS方程和SST湍流模型的方法,研究了导叶尾缘下端壁造型对轮缘密封的封严性能及涡轮主流气动性能的影响。对比了导叶尾缘5种不同端壁造型结构的轮缘密封封严效率和涡轮级效率。结果表明:导叶尾缘端壁凹凸幅值较大时... 采用数值求解三维URANS方程和SST湍流模型的方法,研究了导叶尾缘下端壁造型对轮缘密封的封严性能及涡轮主流气动性能的影响。对比了导叶尾缘5种不同端壁造型结构的轮缘密封封严效率和涡轮级效率。结果表明:导叶尾缘端壁凹凸幅值较大时会降低涡轮效率,端壁凹陷10%叶高时效率降低0.377%,端壁凸起10%叶高时效率降低0.103%。尾缘端壁造型会影响转静间隙附近的流动形态,进而影响轮缘密封封严效率;凸起端壁使转静间隙附近的主流径向分速度减小,燃气入侵增加,冷气质量流量比MFR=0.3%时,较无端壁造型封严效率降低0.13;凹陷端壁使转静间隙附近的主流径向分速度增大,燃气入侵减少,MFR=0.3%时,较无端壁造型封严效率提升0.2。 展开更多

关键词 轮缘密封 端壁造型 封严效率 气动性能 数值模拟

原文传递

燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能

14

作者 赵欣悦 雷隆 +1 位作者 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期111-123,共13页

轮缘密封是二次空气系统的重要组成部分,能有效抑制燃气入侵盘腔,但过量的封严冷气进入主流会显著影响透平气动性能。采用数值求解三维非定常雷诺时均纳维斯托克斯(URANS)方程组和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型的方法研究了燃气透平轮... 轮缘密封是二次空气系统的重要组成部分,能有效抑制燃气入侵盘腔,但过量的封严冷气进入主流会显著影响透平气动性能。采用数值求解三维非定常雷诺时均纳维斯托克斯(URANS)方程组和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型的方法研究了燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能。数值模拟得到的轮缘密封封严效率与实验数据吻合良好,验证了数值计算方法的可靠性。研究了3种封严冷气量下的透平轮缘密封的封严效率和气动性能,分析了透平静动盘腔的流场结构和燃气入侵与冷气出流特性。仿真结果表明:在所研究的3种封严冷气流量下,轮缘密封内腔完全封严,较小的封严冷气流量能使末级透平轮缘密封达到较高封严效率;在最小冷气流量时外腔动盘面平均封严效率比静盘面高4.4%。对于末级透平,主流周向压力不均匀分布导致的外环诱导入侵占主导,且动叶前缘附近压力场对燃气入侵的影响大于静叶尾迹压力场。封严冷气质量流量比每增大1.0%,透平级总总效率降低约1.0%,相对动盘壁面封严效率的影响,封严冷气流量对动叶气动性能的影响更大;出流冷气的流动方向相对主流在切向上滞后,使掺混气流以负攻角冲击动叶吸力面前缘,吸力面前缘压力增大。该工作可为轮缘密封流动特性及其对透平级气动性能影响的研究提供参考。 展开更多

关键词 燃气透平 轮缘密封 燃气入侵 气动性能

下载PDF 职称材料

轮缘密封对下游动叶冷却特性的影响

15

作者 于飞龙 何伟 +1 位作者 张蒙 肖俊峰 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期67-75,共9页

为了探究轮缘密封气流对下游动叶片流场及气膜冷却作用的影响,以某重型燃气轮机透平第1级动静叶片为研究对象,采用SST湍流模型求解RANS方程组,在密封流量比(MFR)为0.25%,0.5%,0.75%和1%工况下开展数值研究,对比分析了有/无前缘气膜冷却... 为了探究轮缘密封气流对下游动叶片流场及气膜冷却作用的影响,以某重型燃气轮机透平第1级动静叶片为研究对象,采用SST湍流模型求解RANS方程组,在密封流量比(MFR)为0.25%,0.5%,0.75%和1%工况下开展数值研究,对比分析了有/无前缘气膜冷却条件下密封气流对主流流动、动叶片换热性能及通道内涡系结构的影响规律。结果表明:密封气流降低动叶片端壁温度的区域位于叶片前缘至流向约40%弧长距离范围内;自叶根至叶顶方向动叶片吸力面冷却效率先增大后减小;密封气流对动叶片吸力面冷却效率提高最大的位置为前缘至尾缘约50%弧长距离位置;有前缘气膜冷却、MFR为0.5%及以上时密封气流可明显降低端壁温度。 展开更多

关键词 轮缘密封 透平动叶 冷却效率 数值研究

原文传递

燃气轮机涡轮盘腔燃气入侵与封严技术研究进展 被引量：3

16

作者 贾兴运 何立东 +1 位作者 王文昊 柴柏青 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1-8,共8页

涡轮轮缘间隙燃气入侵及封严技术是燃气轮机领域研究的热点和难点问题。本文针对转-静盘腔内部流动及轮缘密封、多物理场环境下热运行轮缘间隙、封严扫吹流与主流相互作用进行综述,分析并总结了燃气入侵与封严技术的未来研究重点和发展... 涡轮轮缘间隙燃气入侵及封严技术是燃气轮机领域研究的热点和难点问题。本文针对转-静盘腔内部流动及轮缘密封、多物理场环境下热运行轮缘间隙、封严扫吹流与主流相互作用进行综述,分析并总结了燃气入侵与封严技术的未来研究重点和发展趋势,包含非定常多模态高温燃气入侵理论、轮缘间隙大尺度涡系结构演化规律及封严扫吹流径向迁移机制及损失机理等。 展开更多

关键词 燃气轮机 涡轮盘腔 轮缘密封 燃气入侵 封严技术

原文传递

1.5级燃气透平轮缘密封非定常流动特征和封严效率的数值研究 被引量：2

17

作者 雷隆 丛庆丰 +2 位作者 郭粲 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期64-77,共14页

为探究燃气轮机透平轮缘密封燃气入侵机理和非定常封严效率演变特性,针对某型燃气轮机透平第一级和第二级静叶(1.5级)自主设计了轮缘密封结构,通过数值求解三维unsteady Reynolds averaged Navier-Stokes(URANS)方程组和SST k-ω湍流模... 为探究燃气轮机透平轮缘密封燃气入侵机理和非定常封严效率演变特性,针对某型燃气轮机透平第一级和第二级静叶(1.5级)自主设计了轮缘密封结构,通过数值求解三维unsteady Reynolds averaged Navier-Stokes(URANS)方程组和SST k-ω湍流模型,研究了实际运行工况下燃气透平轮缘密封非定常封严效率和流动特征。结果表明:4种不同冷气流量下,前后盘腔密封齿以下区域均被完全封严;前盘腔受燃气入侵影响较大,冷气流量最大时外腔静盘面上平均封严效率仅为后盘腔的48.2%。盘腔内封严效率和轮缘密封间隙内流场受主流非轴对称周向压力分布和Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性涡共同影响,前盘腔出口附近非轴对称周向压力和轮缘间隙内K-H不稳定性旋涡强度均显著大于后盘腔,轮缘间隙处最大入侵流量约为后盘腔的2.5倍;与K-H不稳定性涡相比,后盘腔外腔内存在的与不稳定性涡相干的两个涡旋和非轴对称周向压力分布对封严效率和流场的影响更为显著。前后盘腔内存在多个旋涡,旋涡大小和位置不断变化,改变对入侵燃气和封严冷气的流动阻力,进而影响盘腔内封严效率和流动形态。 展开更多

关键词 燃气透平 轮缘密封 非定常流动特征 封严效率 数值模拟

下载PDF 职称材料

轮缘间隙出流对下游动叶端壁气膜冷却特性的影响 被引量：3

18

作者 高庆 屈杰 +3 位作者 王汀 马汀山 居文平 李军 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期374-379,共6页

对轮缘间隙出流与主流相互作用下的动叶端壁气膜冷却特性进行了研究,通过数值求解三维RANS方程组和SST湍流模型,详细分析了冷却气流质量流量比MR和进气预旋度等气动参数对动叶端壁气膜冷却特性的影响规律。结果表明:增大MR有利于提高动... 对轮缘间隙出流与主流相互作用下的动叶端壁气膜冷却特性进行了研究,通过数值求解三维RANS方程组和SST湍流模型,详细分析了冷却气流质量流量比MR和进气预旋度等气动参数对动叶端壁气膜冷却特性的影响规律。结果表明:增大MR有利于提高动叶前缘端壁区域的气膜冷却效率,但即使在较大MR工况下,动叶中后弦长端壁区域仍无法获得充足的气膜保护;随着进气预旋度的增大,气膜覆盖面积和平均气膜冷却效率均有所提高;通过调整进气预旋度使冷却气流以设计气流攻角进入动叶通道时,动叶端壁将获得最佳的气膜冷却特性。 展开更多

关键词 轮缘密封 动叶端壁 冷却特性 数值模拟

下载PDF 职称材料

轮缘密封整周模型流动与封严特性数值研究 被引量：2

19

作者 程舒娴 李军 +1 位作者 李志刚 宋立明 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期370-376,共7页

本文通过求解SST湍流模型以及三维Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(URANS)方程,研究了单级轴流透平轮缘密封整周模型的流动与封严特性。分析了不同冷气流量下的封严效率与压力波动的变化,并通过与仅保留静叶和仅保留动叶的简... 本文通过求解SST湍流模型以及三维Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(URANS)方程,研究了单级轴流透平轮缘密封整周模型的流动与封严特性。分析了不同冷气流量下的封严效率与压力波动的变化,并通过与仅保留静叶和仅保留动叶的简化模型比较,分析了动静叶对主流与盘腔内压力波动的影响。结果表明:盘腔内部封严效率存在周向波动但无明显周期性规律,主流与盘腔内的压力周向波动受动静叶的影响,存在明显的周期性规律,静叶下游压力波动周期数等于静叶数,动叶上游与盘腔内部压力波动周期数等于动叶数。 展开更多

关键词 涡轮 轮缘密封 封严特性 数值模拟

原文传递

径向轮缘密封预旋盘腔流动换热特性数值研究 被引量：2

20

作者 程舒娴 晏鑫 +2 位作者 李志刚 宋立明 李军 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1647-1654,共8页

本文通过SST湍流模型求解RANS方程组,研究了带径向轮缘密封的预旋盘腔流动换热特性,并采用附加变量法研究径向密封的封严特性。比较了不同冷气量,不同进气预旋比下的盘腔内流动系数、转盘表面努塞尔数和封严效率。结果表明:在中分面处,... 本文通过SST湍流模型求解RANS方程组,研究了带径向轮缘密封的预旋盘腔流动换热特性,并采用附加变量法研究径向密封的封严特性。比较了不同冷气量,不同进气预旋比下的盘腔内流动系数、转盘表面努塞尔数和封严效率。结果表明:在中分面处,预旋比随进气预旋比的增大而增大,静压系数沿径向线性增大。主流入侵使转盘壁面绝热温度升高,根据流动状态计算得出的Nu较实际略大。进气预旋提高封严效率。 展开更多

关键词 涡轮 轮缘密封 预旋进气 数值模拟

原文传递