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变几何涡轮可转导叶损失控制研究
| 论文题名： | 变几何涡轮可转导叶损失控制研究 |
| 关键词： | 变几何涡轮;可调导叶;泄漏损失;数值模拟 |
| 摘要： | 随着对涡轮性能要求的不断提高,现代涡轮技术逐渐向着变工况发展。变几何涡轮(VGT)作为一种有效的涡轮变工况手段,被越来越多的应用到航空发动机、船舶燃机动力和涡轮增压器等领域。变几何涡轮一般采用可调导叶技术,通过改变低压涡轮导叶安装角度来调节涡轮的热力循环,使涡轮可以应对工况的变化。然而,采用可调导叶机构会使叶片端部出现一定的间隙以及调节导叶转动的驱动轴结构,造成端部流体的流动状况发生较大变化,出现绕流和泄漏等现象。可调导叶端部泄漏流动所产生的损失对涡轮效率的影响较大。因此,对可转导叶流场、驱动轴结构以及变工况情况下的变化等研究具有十分重要的实际意义和研究价值。 首先,出于抑制可转导叶端部泄漏损失的目的,本文建立了两种不同导叶驱动轴结构模型,为了尽量减小导叶端部与机匣之间的间隙值,导叶与机匣采用球面端壁匹配。在相同间隙值和边界条件下分别对两种轴结构、导叶与机匣不存在间隙时的单级轴流涡轮流场进行数值模拟计算,得到了三种方案的三维流场具体分布计算结果,并针对端部流场结构进行了深入的研究。本文对比了不通方案下涡轮效率、流量等参数变化,给出了端部泄漏流动所产生泄漏涡的形成及其发展过程,分析了不同方案下端部流动的变化、轴结构对泄漏流动以及下游动叶流场的影响。 之后,本文针对变工况时导叶安装角度的变化进行研究,分别计算了导叶沿其驱动轴转动-7°、-4°、0°、4°和7°等情况下的涡轮单级三维流场。计算模型采用球面端壁结构,因此导叶转动对叶端间隙大小没有影响。计算得到了不同角度下涡轮的单级效率、导叶泄漏量等涡轮性能参数,本文着重分析了导叶转动下涡轮流场在径向和流动方向上的压力、损失分布和端部泄漏流动的变化情况。 |
| 作者： | 于舰 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 岳国强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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