低雷诺数下涡轮叶顶凹槽泄漏流动特性的数值研究

来源：动力工程学报杂志2025年第9期北京时间：

作者：彭昊, 沈斌, 戴韧, 陈榴,

摘要：减少叶顶泄漏损失对于提高低雷诺数涡轮气动性能至关重要。通过数值模拟方法,对比了平顶叶尖结构,分析了雷诺数Re在3.5×104~35×104范围内凹槽叶尖间隙内的流动特性。结果表明:当叶栅与机匣存在相对运动时,叶顶泄漏损失在总损失中的占比与雷诺数有关,泄漏损失随着雷诺数的增大而增大;在常规低雷诺数范围内,还存在一个第二临界雷诺数Recr,2=6×104,当ReRecr,2时,叶顶凹槽不仅无法减少泄漏质量流量,反而会加剧泄漏流与主流的掺混,增大叶顶流场处的流动损失;当Re>Recr,2时,凹槽结构能够有效抑制泄漏质量流量,提升涡轮级效率,在本文计算工况中,效率最大提升幅度可达0.28百分点。

关键词：透平级,低雷诺数,剪切层,间隙流动,凹槽结构,