渦輪S2流面計算損失模型修正及氣動優(yōu)化設計.pdf

1、與三維計算相比,S2流面計算因為其計算時間短,精度高在葉輪機械領域一直占有很重要的地位。而S2流面計算的準確性很大一部分程度上依賴于損失模型的應用。這些年來Martelli&Boretti損失模型一直在該計算當中被應用的非常廣泛,比較具有典型性。因此,本文以某五級低壓渦輪為應用對象,對其加載M-B模型進行S2流面計算,同時對該渦輪進行三維計算,將二者計算的結果進行對比。結果顯示,對于十列葉柵,兩種計算結果的總壓損失系數(shù)的差別比較大,在葉

2、展中部區(qū)域,S2計算的損失較三維偏小,這說明S2計算的葉型損失是偏小的,而且在三維計算的總壓損失沿著徑向的分布中,在上下端壁處都存在著損失驟減的拐點,而S2的結果只是一條平滑的曲線,并未存在拐點。此外,在該模型的計算結果中,各個分項損失的計算也不太合理。其中包括攻角損失、尾跡損失以及摩擦損失的計算結果都是趨于零,這與渦輪中氣體的實際流動情況來說并不吻合。因此改型工作主要從以上介紹的幾個方面展開。
　　修正之后,對于S2計算的結果,

3、總損失沿著徑向分布時出現(xiàn)了拐點,這說明二次流的計算更加準確了,符合了損失在端壁處會增大的特點。并且在葉展中部的損失的葉型損失也增加了,這是由于在改型之后,摩擦損失的計算結果不再是零而有所增加,摩擦損失在葉型損失中占有很大的比例,因此致使葉型損失的增加。參考其余的損失模型種對于分項損失計算較好的結果,對該模型的攻角損失和尾緣損失進行修改,改后這兩種損失的分布與實際情況更加吻合。
　　應用修正之后的模型對該五級渦輪前一級半葉柵進行優(yōu)化