基于损失模型的涡轮性能预估方法研究
采用损失模型与传统涡轮性能理论计算相结合的方法预测某自主开发非冷却涡轮、某燃气轮机低压级涡轮和导叶带冷却的E3高压级涡轮的性能，并将计算结果与试验数据以及数值仿真结果进行对比分析，验证了所用方法的工程价值。 对于非冷却涡轮，将上世纪五十年代以来国内外应用较为广泛的7种非冷却涡轮损失模型应用到涡轮性能预估方法中，并将其汇编成一套涡轮性能预估软件，并研究损失模型在不同工况下预估涡轮性能的准确性，通过分析得到以下结论：Ainley&Mathieson模型、Stewart模型和半经验损失模型求得的涡轮级输出功率和试验数据较为接近，基于这三种损失模型求得的空气涡轮输出功率与试验结果相对误差分布为-3.88％~-1.99%、-3.74%~-2.41%和0.14%~3.29%之间，可以认为其准确性较高。而基于Balje&Binsley模型和Traupel模型求得的输出功率相对误差都接近10.0%。涡轮性能预估软件同时可以求解涡轮气动参数沿叶高分布，所得结果与数值仿真结果吻合较好，因此，通过该软件求得的结果可以作为涡轮叶片初步设计参考依据。 对于冷却涡轮，本文利用前苏联学者提出的速度系数增量法研究涡轮导叶的气膜孔冷却和尾缘冷却两种冷却造成的掺混损失，将计算结果与CFD仿真对比研究得到以下结论：基于速度系数增量法求解涡轮级性能的结果与数值仿真结果吻合较好，随着导叶气膜孔喷射冷气流量从2.50%增加到6.25%，两者相对误差从-2.41%变化到-3.42%左右。速度系数增量法能在一定程度上反映了涡轮性能随冷气流量的变化规律，具有一定的工程应用价值。
流动损失;气膜冷却;尾缘喷射;航空发动机
南京航空航天大学
硕士
航空宇航推进理论与工程
钟易成
2014
中文
V231.3
84
2016-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）