轮毂封严冷气对涡轮性能和热负荷的影响
本文关键词:轮毂封严冷气对涡轮性能和热负荷的影响 出处:《航空动力学报》2016年10期 论文类型:期刊论文
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【摘要】:采用气动传热耦合方法计算分析了轮毂封严冷气对多级涡轮流动结构、性能和热负荷的影响.结果表明:在多级涡轮中冷气与主流燃气的相互作用会显著影响盘腔流动结构以及冷气在封严腔出口间的分配,并导致冷却效果和性能随冷气流量非线性变化,在这种情况下采用气动传热耦合计算可以兼顾捕捉和考察温度调控能力和气动损失的急剧改变.在涡轮级间冷气带来的堵塞效应会使相邻涡轮级工况点沿特性线移动,下游涡轮级2.5%的封严冷气就可以导致上游涡轮主流流量变化约0.6%,膨胀比变化约1.2%.在涡轮级内部未经预旋的封严冷气会减小转子叶根气动载荷,并形成黏性剪切层造成掺混损失,同时通过改变端区二次涡强度来影响流动结构,最终导致涡轮性能下降.
[Abstract]:The aerodynamic heat transfer coupling method is used to calculate and analyze the flow structure of the multi-stage turbine with the closed cooling air of the hub. The results show that the interaction between air conditioning and mainstream gas in a multistage turbine has a significant effect on the flow structure of the disk cavity and the distribution of the cooling air at the outlet of the sealing chamber. The results show that the cooling effect and performance are nonlinear with the flow rate of the air. In this case, the coupled aerodynamic heat transfer calculation can be used to capture and investigate the sharp change of temperature control ability and aerodynamic loss. The clogging effect caused by air conditioning between turbine stages will make the adjacent turbine stage operating point along the characteristic line. Move. The sealing air of the downstream turbine stage 2.5% can cause the upstream turbine flow to change by about 0.6%. The change of the expansion ratio is about 1.2. The unprerotating sealing air in the turbine stage will reduce the aerodynamic load on the rotor blade root and form a viscous shear layer which will cause mixing loss. At the same time, the flow structure is affected by changing the secondary vortex strength in the end region, which leads to the degradation of turbine performance.
【作者单位】: 北京航空航天大学能源与动力工程学院;北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家级重点实验室;
【分类号】:V231
【正文快照】: 2.北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家级重点实验室,北京100191)现代航空发动机转静子之间的盘腔通常采用封严冷气来防止燃气入侵.然而引自压气机的冷气会造成整机热效率下降,同时封严腔泄漏流动也会影响主流道流场,导致涡轮性能降低.Bohn等人的研究指
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,本文编号:1407978
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