基于网络法分析的增压燃机轮盘流场特性研究

王颖++邹月明++宋乃秋

摘 要：涡轮盘的温度场分布通道内的流场特性影响燃机性能。通过建立某增压驱动型燃气轮机的一维稳态的网络法空气系统模型，基于动量方程、连续方程、能量方程组成的非线性方程组，分析轮盘的温度场分布通道内的流场特性，得到流场的温度场和压力场分布，以及各个强势内的平均温度。这对燃机优化设计具有一定的指导意义。

关键词：空气系统网络法 流场分析 温度分布

中图分类号：TK262 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（b）-0125-03

高温燃气在叶片通道中膨胀做功，经涡轮盘将力矩传递到涡轮转轴，涡轮盘通有冷却空气进行冷却。因此，轮盘通道内的流场特性影响了整个燃机的性能，许多研究者都致力于该方面的研究，基于理论分析、模拟仿真等进行了大量的探索性研究，得到了一些有价值的研究成果[1，2]。一般，其空气系统从压气机的适当位置抽取冷却空气，通过主流道的内、外侧各种通流元件，按设计的流路以及压力、温度和流量流动等流动参数从确定的主流道的若干部位排出，与主流汇合或直接泄漏到机体外部排入大气。这里考虑空气系统主要功能有以下几方面。

（1）供给并控制涡轮冷却叶片的冷却空气，保证叶片冷气进口具有要求的压力和温度。

（2）冷却涡轮转子主要部件（叶片、轮盘和轴等），保持工作时允许的温度状态。

（3）冷却涡轮静子（导向叶片、机匣、外环等），保持工作时允许的温度状态。

这里着重分析涡轮盘的冷却计算和热力计算。……