叶尖间隙泄漏对厘米级高亚声微型轴流涡轮性能的影响

作     者：于海滨 邓阳 夏晨 傅鑫 黄国平 

作者机构：海军航空工业工程学院青岛校区航空机械系山东青岛266041 南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2013年第28卷第11期

页      面：2517-2525页

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：南京航空航天大学引进人才科研启动经费 

主　　题：高亚声 微型轴流涡轮 叶尖间隙 泄漏 数值模拟 

摘      要：针对某微型涡轮发动机（MTE）原理样机的直径为78．4mm的微型轴流涡轮，采用数值模拟手段研究了叶尖间隙泄漏对该厘米级高亚声微型轴流涡轮流场结构及涡轮性能的影响．结果表明：微型轴流涡轮相对叶尖间隙尺寸在3．1％～4．6％，明显高于常规轴流涡轮；微型轴流涡轮叶尖间隙泄漏涡影响范围较常规轴流涡轮扩大（至叶中高度），泄漏损失占涡轮级总损失的35％，也较常规轴流涡轮明显增大．研究获得了间隙尺寸对该厘米级高亚声微型轴流涡轮性能的影响规律，叶尖相对间隙尺寸每增加1％叶高，效率最快下降1．9％，其变化幅度较常规轴流涡轮更为明显．最后，根据工程安装的限制（离心力变形及热变形、轴承游隙、加工装配误差等），确定了一个较优的叶尖间隙（O．4mm），通过数值模拟获得了在该间隙下的涡轮性能参数：落压比为2．12，效率为0．87，流量为0．35kg／s．