摘要：针对微型轴流涡轮机面临的低展弦比、低雷诺数导致效率降低的问题,以某型200kW微型燃气轴流涡轮发电机高压涡轮为研究对象,采用数值模拟方法开展了低展弦比下微型弯曲轴流涡轮叶片设计技术研究。对展弦比为0.88的涡轮静叶,分析对比了正弯和J型弯静叶对微型涡轮流场的影响,结果显示:正弯静叶顶部出口气流角较大,造成下游动叶叶尖泄漏损失增大,整体效率下降;而J型弯方案抑制了下游动叶叶背中径的流动分离,整体性能较原型有所提升。然后,研究了J型静叶弯高和弯角对涡轮性能的影响规律,结果表明:采用大弯高小弯角设计的J型静叶提高了静叶根部通流能力,同时合理分配了静叶通道内的负荷以及出口气流方向,对涡轮级流场的改善效果更佳。J型静叶弯高为1、弯角为+5°时,级效率达到0.852,流量为1.205kg/s,较原型分别提高了0.77%和0.96%。

摘要：为了得到某微型轴流涡轮的气动性能和优化设计方案,利用计算流体动力学(CFD)软件CFX14.0对涡轮的流场进行了全三维计算,湍流模型采用带转捩SST(Shear Stress Transport)的N-S(Navier-Stokes)方程模型,计算结果与试验结果进行了对比,两者吻和较好。计算得出了涡轮在各个工作点的内部流动状况并得到涡轮的特性曲线,该发动机燃气涡轮性能平坦,工作范围较窄,设计点效率为0.805,相对大型发动机的涡轮效率较低。计算结果为先进的微型航空发动机的涡轮设计提供了一定的参考和借鉴。