支撑板构型提升燃气轮机排气扩压器气动性能研究

摘要：

为提升排气扩压器的气动性能,基于燃气轮机排气扩压器典型支撑板结构,提出了带有弯度的直列支撑板(结构B)和弯扭支撑板(结构C)2种新构型支撑板.采用数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)的方法研究了2种新构型支撑板在4种进气预旋下对排气扩压器气动性能的影响.基于安装典型结构支撑板的排气扩压器的实验测量数据,验证了数值方法的有效性.研究表明:进气预旋为0.35和0.48时,3种不同形状支撑板对排气扩压器总压损失系数没有产生明显的影响,但由于结构B支撑板附近的分离流对出口流动结构影响更大,使得动压系数显著降低,进而导致静压恢复系数下降.结构C支撑板则没有对排气扩压器的静压恢复系数产生明显影响.随着进气预旋增加,结构B和结构C支撑板显著减弱了轮毂附近的角区分离流,使得总压损失系数下降的同时,动压系数有所增加.相比于原始结构支撑板,结构B和结构C支撑板在进气预旋为0.64和0.89时显著增大了排气扩压器的静压恢复系数,其中结构C支撑板将静压恢复系数分别提升16％和23％.所提出的结构C支撑板能够有效提高大进气预旋下排气扩压器的气动性能,有效拓宽了排气扩压器的高效工作范围.

关键词：燃气轮机、排气扩压器、支撑板、气动性能

所属期刊栏目：56

分类号：TK269(蒸汽动力工程)

资助基金：国家科技重大专项2017-V-0008-0058

在线出版日期：2022-06-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：209-222