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摘要: 压气机静叶根部内环蜂窝与轮盘篦齿形成封严容腔,腔内的间隙泄漏流对轴流压气机的气动性能产生重要影响。本文以低速大尺寸压气机(LSRC)前1.5级为研究对象,通过数值模拟讨论了蜂窝封严相较于光壁结构以及蜂窝封严结构在两种篦齿封严间隙下对压气机气动性能的影响。性能计算结果表明,0.2mm封严间隙下,使用蜂窝内环结构的压气机效率低于使用光壁内环的压气机。原因在于容腔泄流导致总温升高。容腔泄漏流特性对比及详细流场分析表明,蜂窝结构使得容腔泄漏流量和旋流角同时增加,容腔以及蜂窝内的气流产生了强烈的相互作用,从而形成更复杂的漩涡流动,这使得封严容腔和蜂窝内的总温升高,最终导致压气机效率降低。使用蜂窝内环结构时,压气机效率会随封严间隙的减小而升高。零间隙蜂窝模型和0.2mm间隙蜂窝模型相比,其总温比的下降导致等熵效率上升;零间隙模型泄漏流量和旋流角都大幅降低,综合导致泄漏流掺混损失基本相当;零间隙模型虽然由于间隙的减小使得泄漏流平均总温上升,但由于泄漏流量的大幅减少,压气机效率有所升高。本文的研究结果揭示了在实际压气机中,不同间隙下静叶蜂窝与篦齿封严结构的泄漏流对性能的影响及其机理,并对蜂窝封严容腔的工程设计具有一定的参考价值。
中图分类号:
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