富燃工质热力性质对涡轮性能影响的数值研究

摘要

为了研究富燃工质真实热力性质对涡轮性能的影响,本文建立了4种不同的气体热力性质模型,并对其对涡轮性能的影响进行了数值研究.数值结果表明相同折合转速、折合流量下,考虑化学平衡的实际气体模型相比量热完全气体模型的效率降低0.79％,压比增高3.2％.通过分析不同气体热力模型的热力性质特征、静温分布以及马赫数分布等,揭示了不同气体热力模型影响涡轮总体性能变化的内部流动损失机理.富燃工质各组分之间的化学平衡效应和实际气体效应能够增大当地马赫数,引起了更大的激波损失以及激波诱导的边界层摩擦、分离损失和二次流损失等,改变了涡轮的气动性能和总体性能.最后,通过涡轮静叶吸力面型线的优化,减小超音鼓包的强度,使效率提高0.54％,验证了上述富燃工质涡轮内部流动损失分析的合理性.