为了研究轮毂封严出流与高负荷涡轮端区流动非定常作用的物理机制,对转/静叶片之间带有封严腔的高负荷单级涡轮的流场进行了三维非定常数值模拟。数值模拟结果表明,封严气流对上游导叶的影响表现为对端区流动的堵塞作用,这种堵塞作用减弱了吸力面的压力扰动和加速膨胀,减小了吸力面的分离损失。封严流量较小时,封严腔内存在尺度大、频率低的压力扰动,压力扰动的强度向主流传播的过程中不断减弱转子前封-液压切管机数控弯管机价格低张家港数控液压弯管机多少钱。这种沿周向分布不均匀的封严气流直接导致了转子叶片通道出口二次流分布的不均匀性。封严流量增大后,压力扰动的影响程度和二次流分布的不均程度均有所减弱速度分布、涡量分布等多个角度并采用频谱分析的方法揭示一些封严出流与主流的非定常作用机制。2研究对象及数值方法2.1研究对象选取瑞士联邦理工学院叶轮机械实验室LISA1.5级涡轮实验台中的第一级为研究对象，如图1所示［30］。本文由张家港弯管机网站采集网络www.wangaunjimuju.net该涡轮负荷高、展弦比孝前/尾缘半径和叶片厚度较大，同时轮毂和机匣均采用等半径设计，具备了内冷式高压燃气涡轮的主要特征。为了使研究更具有针对性，计算中只考虑转子的前封严腔，忽略了转子的后封严腔和第二级导叶。图2给出了转子前封严腔的详细几何结构。封严腔出口与轮毂水平方向呈45°夹角，封严腔中心线到导叶尾缘与到转子前缘的距离相等。无量纲轴向间隙Gc=sc/Rhub=0.0061，其中sc为轴向间隙绝对值，Rhub为轮毂半径。LISA1.5级涡轮第一级有36片导叶和54片动叶，设计转速为2.7kr/min，设计点总对静膨胀比1.60，流量11.70kg/s，反力度0.39，载荷系数2.26，流量系数0.56。更详细的设计参数和气动参数见文献［31数值方法数值模拟采用ANSYSCFX12.0软件进行计算，求解三维粘性非定常雷诺平均的N-S（Navier-Stokes）方程。数值方法采用时间追赶的有限体积法，空间离散采用二阶迎风格式，时间离散采用二阶后差欧拉格式。湍流模型为k-ε两方程模型。非定常计算将涡轮级叶片数36:54简化为2:3，即导叶和转子前封-液压切管机数控弯管机价格低张家港数控液压弯管机多少钱本文由张家港弯管机网站采集网络www.wangaunjimuju.net