● 摘要
航空发动机整体性能的提升带来的涵道比增加以及低压涡轮做功能力的进一步提升,相应的对涡轮部件提出了更高的要求。为此本文针对高低压涡轮级间过渡段和低压涡轮后机匣内部流动及气动设计技术展开研究。
本文针对三套几何不同的涡轮过渡段试验件开展实验研究。利用五孔探针详细测量了过渡段内流动沿程变化情况,测量了端壁及支板表面的压力分布并利用流动显示技术获得支板及端壁表面流谱。考虑了来流马赫数,来流气流角,来流尾迹及几何结构对过渡段内流动及性能影响。
在实验测量的基础上针对过渡段试验件进行了数值模拟工作。大部分区域,流场参数计算值与实验值较为吻合,但对于分离区及局部流动的预测存在一定差异。同时数值模拟捕捉到了实验未能清楚捕捉的分离及二次流带来的高损失结构,而在不同工况下对于损失的估计均低于实验测量结果。
随后本文根据给定的低压涡轮出口条件完成了相同支板叶型及大小支板叶型两套方案的低压涡轮后机匣气动设计。利用数值模拟手段进行验证,分析讨论了各方案优劣,并对其气动设计方法进行了初步的探讨,给出了初步的实验验证方案。
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