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涡轮叶尖间隙流动与换热研究
涡轮叶尖泄漏---影响发动机性能,有效抑制叶尖泄漏并冷却叶尖是提高涡轮效率和---性的关键之一。本文以航空发动机涡轮叶尖间隙泄漏控制技术和冷却技术为研究背景,深入研究间隙泄漏产生机制、叶尖几何参数和流动参数对间隙流动换热的影响规律。首先,数值研究了无射流条件下平顶叶尖间隙泄漏流流动与换热,研究内容包括无射流时叶尖间隙泄漏流场结构、叶栅出口截面总压损失系数及叶尖换热系数分布。详细研究了间隙高度、叶栅进口参数及机匣相对转动对间隙泄漏流动换热的影响规律。研究结果表明:叶尖区域由于间隙泄漏流动会形成间隙分离涡和间隙泄漏涡。叶尖间隙分离涡影响范围较小,而泄漏涡的影响范围能达到75%叶高以上的叶尖区域。受间隙泄漏流动影响,叶顶前缘由于边界层较薄,换热系数会较高,叶顶中部的泄漏流量较大,换热系数也较高,而叶顶压力面侧以及吸力面侧由于分离涡和泄漏涡核对壁面的扰动,换热系数也会较高。间隙高度对泄漏流流动换热特性影响较---,随间隙高度增加泄漏流量线性增加,电容式叶尖间隙测量报价,气动效率线性降低,泄漏总压损失系数增大,换热系数增加。
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叶尖有射流时射流孔后气膜冷却效率较高,而叶尖前缘、压力面侧以及前缘附近的吸力面侧气膜冷效较低,这些区域都是叶尖冷却射流无法达到的区域。改变射流孔位置时,压力侧射流孔气动效率---、泄漏流量和总压损失系数小,绵阳电容式叶尖间隙测量,并且气膜冷却效果好。改变射流喷气角度时,90度射流孔气动效率---、泄漏流量和总压损失系数小,但随着射流角度增加,叶尖气膜冷效降低,即射流的冷效效果变差。射流吹风比越大,电容式叶尖间隙测量,气动效率越高、泄漏流量越低,但吹风比增大时总压损失系数也会增加,叶尖气膜冷效随着吹风比增加而增大。平顶、突肩和平翼叶尖有射流条件下气动效率都会提高、泄漏流量都会降低、总压损失系数都会增加。突肩叶尖气动效率---、泄漏流量小、总压损失系数小,而平顶叶尖气动效率低、泄漏流量很大、总压损失系数很大。
在实践中,轴向游隙因过盈装配、带负荷运行等因素影响较小,故在安装时,一般以轴承的原始游隙为标准进行调整。
具体调整方法(见图4):在减速机不盖上盖的情况下,将轴装配安装---,轴承两侧压盖螺栓紧固---,然后在轴的一端轴向施加一定的压力。
该轴向力的大小可参照轴在运行中所承受的轴向力,然后使用塞尺测量间隙1与间隙2,测量完成后计算间隙1与间隙2之和,并与轴承测量的原始游隙对比,---二者的差值在±40μm之内,若无法达到要求,则可以通过增加调整垫片调整,直到达到要求为止。
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