汽轮机叶片间流体流动的模拟研究

Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｈ ｏ ｐｒ ｓ ｉ ｌ ｌ ｉ ｌ ｅｃ ｍ ｅ ｓｂ ｅｆｕ ｄ ｆｏｗ ｆｔ ｌ ｄ ｓ ｏ ｕｐ ｒ ｏ ｃｓ ｅ ｍ ｕ ｂｉ ｓ ｓｍ ｕ ａ ｅ ｎ ｏ ｈｅ ｂ ａ ｅ ｆｓ ｅ ｓ ｎｉ ｔａ ｔ ｒ ｎｅ ｗａ ｉ ｌ ｔ ｄ ｉ
ｔ ｒ ｕｌｎｔｆｏ ｏ ａ ｉ ｕｓｍｏｄ ｌ ｓｐ ｒｏｒ ｄ ｗｉｈ Ｆｌ ｎｔｓ ｆ ｗａ ｅ ｕ ｂ ｅ ｌ ｗ ｆｖ ｒｏ ｅ ｓｗａ ｅ ｆ ｍｅ ｔ ｕｅ ｏ ｔ ｒ ．Ｔｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｃ ｏ ｉ ｅ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ａｎ ｐｒ ｖ ｄ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｈｅ ｏ ｔｍａ ｅ ｉ ｎ ｏ ｕ ｅ ｓ ｎｉ ｕｒ ｉ ｓ ｅ ｅ ｅ ｃ ｓ ｆ ｒ ｔ ｐ ｉ ｌｄ ｓｇ ｆｓ ｐ ｒ ｏ ｃｔ ｂ ｎｅ ．
Ｋｅ ｒ ：ｓ ｅ ｍ ｕ ｂｉ ｙ ｗｏ ｄｓ ｔａ ｔ ｒ ｎｅ；ｔ ｒ ｌ ｎ ｅ；Ｒ ＢＣ ｎ ＲＢＣ ； ｂ ａ ｅ ｕ ｂｕ ｅ ｃ ａ ｄＮ ｌｄ
超 音 速 汽 轮 机 的结 构 优 化 是 目前 新 兴 的研 究 领
ｗｉ— ｏ ｘ的代数模 型 （ 口湍流 强度 ＜０ ２ ｎＬ ｍａ 入 ． ％） 得到了非常好 的结果 。对 更 高值 的影 响 进行模 拟， 只用到 了两个 方程模型 （ ｏ － ｅ志 ｅ 志 ） Ｌ ｗ Ｒ 一 和 一∞ 。
在 吸 力 面 ， 有 Ｌ ｕ ｄ ｒＳ ａｍａ的模 型 涉 及 层 流 区 ， 只 ａ ｎ ｅ－ ｈ ｒ 而其 他 所 有 模 型 只 能 预 测 到 快 速 的过 渡 区 和 吸 力 面
域 。有些研 究 者 在从 亚 音 速 变 化 到 超音 速 的条 件
下 ， 过叶片来模 拟 出现振 荡时 的内部 流场 ， 通 并对 流 体 的特点与特 性进 行 了分 析ｎ３。随着 现代 汽 轮机 － ］
ｔ ｉ ｐｅ ． Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｎａ ｙ ｉ ｈ ｘ ｒｍｅ ｔ ｌｒ ｓ ｌｓ ｏ ｅ ｔ ａ ，ｔ ｌ ｗ ｎ ｅ ｆｔ ｅ ｈ ｓｐａ ｒ ｓ ｄ ｏ ｈｅ ａ ｌ ｓｓｏｆｔ ｅ ｅ ｐｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｆＧｉ ｌｅ ｌ ｈｅ ｆｏ ａ ｇ ｌｏ ｈ
．
ｒ ｔ ｓ ｓ ｌｃ ｅ ｓｌ ６ ｎ ｈ ｘ ａ ｈ ｄ ｌｎｇ ｈ ａ ２ ７ ｃ ｏ ｏｒｗａ ｅ ｅ ｔ ｄ ａ ３ 。ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｉ ｌｃ ｏｒ ｅ ｔ ｓ１ ． ｍ．ＴＷＯ ｄ ｍｅ ｉ ｎ ｎ — ｉ ｎｓｏ ｕｍｅ ｉａ ｉ ｒｃ ｌｓｍｕ—
Ｆ ＡＮＧ ｎ ｋ ｉ Ｉ Ｙａ — ａ ，Ｊ ＡＮＧ ｎ Ｙｉｇ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ Ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉｇ，Ｈｕ ｉ ａ Ｉ ｓｉｕ ｅ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ，Ｌｉｎ ｕ ｇ ｎ ２ ０ ５ Ｓ ｈ ｏ ｃ ａ ｉａ ｏ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ａｈ ｉ ｎ ｔｔ ｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｙ ｎ ａ ｇ ２ ２ ０ ．Ｃｈ ｎ ） ｉａ
关键词 ： 汽轮 机 ； 流 ； 湍 ＲＢＣ 和 ＮＲＢ 叶 片 Ｃ；
中图分类 号 ： ＴＫ２ ２ ６
Fra Baidu bibliotek文献标识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ６ ２ ６ ８ （ ０ ０ ０ — ０ ６０ ｌ ７ — ６ ５ ２ １ ） ４０ ０ — ５
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｕ ｄ Ｆｌ ｗ ｆ Ｓ ｅ ｍ ｒ ｉ ｅ Ｂｌ ｄ ｓ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ Ｓ ｍ ｌ ｔｏ ｆ Ｆｌ ｉ ｏ ｏ ｔ ａ Ｔｕ ｂ ｎ ａ ｅ
上 的湍 流边 界 层情 况 蜘。之 前 的模 型对 主 要 区域
周 围 的 湍 流 强 度 预 测 都 较 高 。 在 压 力 面 ， 有 模 型 所 都 能 得 到 较 好 的 结 果 。 事 实 上 由 于 尾 部 边 界 拖 动
力 ， 有模型 在分离点 都不可避免地 有振荡发生 。 所
研 究 结 果 进 行 分 析 的 基 础 上 ， 转 子 设 计 为 流 向 转 角 为 ｌ ６和 轴 向 弦 长 为 １ ． ｍ 。通 过 Ｆｕ ｎ 将 ３。 ２ ７ｃ ｌｅｔ
软件 对各种模 型在 湍流条件 下反射边界 情况 （ Ｂ ） 非反射 边界 情况 （ Ｂ ） 行 了二 维数 值模 Ｒ Ｃ及 ＮＲ Ｃ 进 拟 。研 究结果对超音 速汽轮机 的优化设计提供 了参 考 。
效 率 与 功 率 的增 加 ， 多 研 究 者 在 进 行 实 验 研 究 以 许
获得 大量计算 流体力 学数 据 的 同时 ， 图不 断增加 试 进 口温 度 ， 更好 地了解 、 分析 汽轮机 内部 热传递过程
和三维 温度场 的分布 ， 从而有 效地对 叶片进行冷却 。
事 实 上 ， 于 叶 片 的复 杂 形 式 ， 由 以及 流 体 流 动 的 局 部
第 ｌｊ 卷 第 ４期
２ ０年 ｌ Ｏ１ ２月
淮 海 工 学 院 学 报 （Ｉ ｒ然科 版 ＃
汽 轮 机 叶 片 间 流 体 流 动 的 模 拟 研 究
方彦凯， 蒋 英
（ 淮海 工 学 院 机 械 工 程 学 院 ， 苏 连 云 港 江 ２ ２０ ） ２ ０５
摘
要： 对超 音速汽轮机 的叶 片间可压缩流体 的流动情 况进行 了模拟 研 究。在对 Ｇ ｅ 等人 的 实验 ｉｌ
ｌ ｔ ｎ ｏ ｅ ｌ ｃｉ ｇ ｂ ｕ ｄ ｒ ｏ ｄ ｔ ｎ ＲＢＣ）ａ ｄ ｎ ｎ ｒ ｆｅ ｔ ｇ ｂ ｕ ｄ ｒ ｏ ｄ ｔ ｎ （ ａ ｉ ｆｒ ｆｅ ｔ ｏ ｎ ａ ｙ ｃ ｎ ｉｉ ｓ（ ｏ ｎ ｏ ｎ ｏ — ｅ ｌ ｃ ｉ ｏ ｎ ａ ｙ ｃ ｎ ｉｉ ｎ ｏ ＮＲＢ Ｃ）ｏ ｎ