小流量工況汽輪機(jī)末級流動(dòng)不穩(wěn)定數(shù)值研究
胡平; 楊銳; 竺曉程; 杜朝輝 上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院; 上海200240; 上海汽輪機(jī)廠有限公司; 上海200240
關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)低壓末級 流動(dòng)不穩(wěn)定 周向模態(tài) 旋轉(zhuǎn)失速
摘要：針對汽輪機(jī)低壓末級在小負(fù)荷工況下出現(xiàn)的流動(dòng)不穩(wěn)定現(xiàn)象,進(jìn)行了非定常數(shù)值模擬研究和分析。對末三級葉片耦合排氣缸進(jìn)行建模,其中末級采用整圈形式,對17%設(shè)計(jì)質(zhì)量流量工況進(jìn)行非定常計(jì)算,小流量工況下汽輪機(jī)末級表現(xiàn)出類似于壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)失速的現(xiàn)象,對流場監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行周向模態(tài)分解及相關(guān)分析,確定了擾動(dòng)的數(shù)目為30個(gè),其周向傳播速度約為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的56%。最后,結(jié)合內(nèi)部流動(dòng)特征對非穩(wěn)定現(xiàn)象的形成機(jī)理進(jìn)行了探討,小流量下由于徑向流動(dòng)阻塞了通道,并在葉頂間隙射流的作用下形成了通道內(nèi)的周期性高壓區(qū),而前緣溢流和葉頂間隙射流耦合作用促成了葉頂進(jìn)口附近周期性低壓區(qū)的形成。
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