| 跨声速涡轮轮缘复合封严结构的数值研究 |
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| 引用本文： | 罗擎阳,谭晓茗,张庆才,张靖周.跨声速涡轮轮缘复合封严结构的数值研究[J].推进技术,2021,42(10):2257-2266. |
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| 作者姓名： | 罗擎阳 谭晓茗 张庆才 张靖周 |
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| 作者单位： | 南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏 南京 210016,南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏 南京 210016,南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏 南京 210016,南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏 南京 210016 |
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| 摘 要： | 为了保护航空发动机涡轮盘，阻止高温燃气向盘腔内部深入，破坏核心部件，通常将压气机冷气引入转静盘腔，以抵抗高温燃气入侵，并对涡轮部件进行冷却。本文利用非稳态与稳态数值计算方法，研究了跨声速涡轮设计工况(Reφ＞107)下的两种复合封严结构：静盘存在封严环的覆叠封严和动盘带封严齿的咬合封严结构，并与轴向封严结构进行对比。在本文所研究的范围内，对非稳态计算进行快速傅里叶变换(FFT)的结果表明：跨声速涡轮流动中，叶栅通道存在由激波引起的高压区，导致了燃气的剧烈入侵，因此在特征信号频谱中f/fblade=2处存在峰值，这是跨声速涡轮燃气入侵最显著的特点。稳态计算证明复合封严结构封严性能良好。静盘封严环将盘腔分割为上下两个容腔，入侵容腔滞留了绝大部高温燃气，因此高半径处封严效率较低，但盘腔低半径处封严效率明显提高，在Cw≈996时，两种复合封严结构在r/b=0.96以下都能达到很高的封严效率。咬合封严能够增加燃气流动阻力，有效减小封严冷气使用量。但是两种封严结构在当冷气流量系数从Cw=199逐渐增大到2000时，高半径处封严效率并没有明显的提高，封严效率仅提高了20%~30%。
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| 关 键 词： | 高压涡轮 燃气入侵 转静盘腔 复合封严 FFT频谱分析 |
| 收稿时间： | 2020/2/19 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/8/6 0:00:00 |
Numerical Investigation on Composite Rim Seal Configurations of Transonic Turbine |
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| LUO Qing-yang,TAN Xiao-ming,ZHANG Qing-cai,ZHANG Jing-zhou.Numerical Investigation on Composite Rim Seal Configurations of Transonic Turbine[J].Journal of Propulsion Technology,2021,42(10):2257-2266. |
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| Authors: | LUO Qing-yang TAN Xiao-ming ZHANG Qing-cai ZHANG Jing-zhou |
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| Institution: | Nanjing University of Aeronautics and Astronautics College of Energy and Power Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics College of Energy and Power Engineering,, |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | High pressure turbine stage Hot gas ingestion Rotor-stator cavity Fast Fourier transform Composite rim seal |
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