冷却孔布置对透平转静腔室性能影响的数值研究

张峰,王新军,李军

(西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安)



冷却孔布置对透平转静腔室性能影响的数值研究

张峰,王新军,李军

(西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安)

采用SST湍流模型数值研究了透平第二级转、静腔室的流动与封严特性,分析了冷却孔布置对腔室内的流动、冷却效率以及主流燃气入侵特性的影响。研究表明:冷却孔的位置对上游腔室内的流动影响较大,对下游腔室基本无影响;冷却孔距离上游越近,上游腔室的旋流比越大,级间密封进口的旋流比越小,密封进、出口压比越小,相应的流过级间密封的质量流量越小,上游轮缘密封的燃气入侵量越小,上游腔室转、静壁面的冷却效率就越大;下游轮缘密封出流的旋流比越小,相应的主流通道的流动损失越大,但冷却孔位置对下游腔室内的旋流比和壁面冷却效率的影响很小;随着冷却空气流量的增加,3种冷却孔布置下上游腔室壁面冷却效率的差值减小。

转静腔室;轮缘密封;传热;数值计算

随着燃气轮机技术的发展,透平通流设计已经达到了很高的水平,而通过透平二次空气系统的研究可进一步改进透平通流设计。轮盘转、静腔室是二次空气系统中最复杂的通流单元,因此对转、静腔室性能的研究得到了重视。

转、静腔室的研究集中于预旋转、静腔室,这类腔室主要用来给第一级动叶提供冷却空气。Didenko等数值研究了腔室宽度和预旋喷嘴位置对转、静腔室的预旋效率、压力损失系数和流量系数的影响[1]。……