封严腔轴向位置和轴向间隙对高负荷涡轮端区流动影响的数值研究

摘要

涡轮部件中,通过转静叶片排之间的轴向间隙喷入冷气来阻止高温燃气进入盘腔,但是封严气与主流的掺混作用对涡轮的气动性能不利.本文采用数值计算的方法,研究了转静叶片排之间封严腔轴向位置和轴向间隙对涡轮性能和端区流动结构的影响.结果表明,在封严出流与主流的剪切作用下形成了诱导涡,诱导涡随后发展成为通道涡并占据了端区二次流的主导地位.封严腔轴向位置和轴向间隙的改变使等熵效率和封严效率发生了相反的变化,因此在设计时要兼顾气动性能和冷却要求进行综合考虑.