汽封对汽轮机通流气动性能影响的数值研究

发布时间：2021-11-23 00:49

　　研究了迷宫汽封和蜂窝汽封在不同径向间隙下的流动情况,计算结果显示:随着汽封径向间隙尺寸的增加,在蜂窝汽封和迷宫汽封的情况下,级效率逐渐降低,轴向推力逐渐减小,叶顶汽封泄漏量逐渐增加。在小间隙范围内,蜂窝汽封的气动性能优于迷宫汽封。 

【文章来源】：机械工程师. 2020,(08)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

迷宫汽封模型

图1 迷宫汽封模型本文采用NUMECA的AutoGrid生成网格，经过网格无关性验证后，网格数量控制在300万左右。数值计算是在NUMECA下的Fine/Turbo中进行的。计算过程中使用Condensable Flow，通过对水蒸气插值，能够准确地求解出水蒸气的热力参数。数值计算边界条件给定如下：进口总压2.7503 MPa、总温775.87 K，出口静压1.7941 MPa。工作转速3000 r/min。在NUMECA求解器中设定CFL数为1，其余保持默认不变。本研究的所有计算均采用SpalartAllmaras(S-A）湍流模型。S-A模型目前已在叶轮机计算中获得广泛应用。对于本研究涉及的计算，适宜采用S-A模型。

图4所示为迷宫汽封和蜂窝汽封的轴向推力随径向间隙变化曲线。由图4可以看到，随着径向间隙的增加，动叶片受到的轴向推力逐渐减小。当迷宫汽封间隙从0.2 mm增加到2.0 mm时，轴向推力从26 kN降低至约24 kN；蜂窝汽封间隙从0.2 mm增加到1.2 mm时，轴向推力从26 kN降低至约235 kN。这主要是因为间隙增大后，气流在叶顶汽封中有了更大的膨胀空间，减小了气流对围带凸台的作用力。而且通流面积增加后，作用于动叶片的气流减少，因此造成动叶片受到的轴向推力减小。另外，同样在1.2mm的间隙下，蜂窝汽封条件下叶片受到的轴向推力更小。因此应用蜂窝汽封可以更大幅度地降低叶片的轴向推力。1.3 流量分析

【参考文献】：
期刊论文
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[2]考虑汽封条件下汽轮机调节级多工况的数值研究[J]. 谢永慧,屈焕成,张荻,雒旭涛.  热科学与技术. 2013(01)
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本文编号：3512779