支撑板型线和径向倾斜设计对燃气轮机排气扩压器气动性能的影响

作者：董雨轩; 李志刚; 李军^*

来源：推进技术, 2021, 42(06): 1245-1255.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.190874

• 燃气轮机
• 排气扩压器
• 支撑板
• 气动性能
• 数值模拟

支撑板结构设计直接影响燃气轮机排气扩压器的流场结构和气动性能。在验证数值方法可靠的基础上,采用求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS)和Realizable k-ε湍流模型的方法,对带进气导叶和支撑板的排气扩压器模型进行了研究,探究在四种进气预旋下,支撑板截面型线以及本文提出的支撑板径向倾斜设计方案对排气扩压器气动性能的影响。结果表明:进气预旋和支撑板设计方式相同时,截面型线更薄的支撑板更易导致流体在支撑板附近的分离及更大范围的尾迹流,从而增大总压损失;支撑板截面形状相同时,与径向垂直设计相比,支撑板采用径向倾斜设计使得排气扩压器通道面积变化更加平缓,从而使得在四种进气预旋下,排气扩压器的总压损失系数下降7%～20%。当支撑板截面型线宽长比(d/C)为0.2时,相对于径向垂直设计,支撑板采用径向倾斜设计方式的排气扩压器静压恢复系数在进气预旋■=0.35和■=0.64时分别提升了4.7%和3.8%;但在支撑板截面型线宽长比(d/C)为0.12和0.175时,支撑板采用径向倾斜设计方式会降低排气扩压器在进气预旋■=0.64和■=1.00时的静压恢复性能。

• 单位
  西安交通大学