非光滑叶片对叶栅出口能量损失系数的影响

在低速平面叶栅风洞中对４种具有不同几何尺寸流向微槽的非光滑叶片叶栅进行了实验研究,主要研究非光滑叶片对叶栅出口能量损失系数的影响。实验结果表明,采用非光滑叶片可以减少叶栅损失,相对减少最多１６．５％,最少９．１％。     

表面具有流向微槽叶片的传热性能分析

在综合考虑了流向微槽表面强化的传热特性和流向微槽表面减阻机理研究结果垢基础上，分析了表面具有流向微槽的叶片的传热性能，提出了与已有的叶片冷却技术完全不同的，全新的叶片冷却技术－叶片外部冷却技术。     

流向微槽对涡轮叶片冷却通道内流动及换热特性的影响分析

在综合流向微槽表面流动及传热特性的基础上，结合涡轮叶冷却通道内的流动和换热特性，提出了将流向微槽表面应用于涡轮叶片的冷却通道，分析研究流向微槽的影响，以期为涡轮叶片的冷却寻找更有效的技术。     

具有叶顶间隙叶栅的拓扑与旋涡结构及其对损失的影响

详细测量了叶栅前、后和栅内诸横截面以及间隙中分面上的气流参数，对壁面（包括叶片表面和上、下端壁壁面）流场进行了墨迹显示。应用拓扑学原理分析了测量与显示结果，得出常规直叶栅和正、反弯叶栅壁面流场的拓扑结构及相应叶栅内流场的旋涡结构。通过这３种叶栅分析结果的对比，揭示了正弯叶片降低漏气损失的机理。     

300MW汽轮机调节级喷嘴叶栅的试验研究

对７套平面叶栅及１套环形叶栅进行吹风试验，测量叶片表面压力分布和叶栅出口的损失及汽流角，给出其分布曲线。分析比较子午面顶部收缩和叶片沿径向弯曲对减少低展弦比喷嘴叶栅损失的效果。     

波纹叶片控制扩压叶栅流动分离的DES数值模拟

为了研究新型被动流动控制技术-波纹叶片对扩压叶栅流动分离的控制效果并探索其流动机理,本文采用分离涡算法(DES)对0°和8°攻角下的原型和波纹叶片进行数值模拟。研究结果表明:在0°攻角下,波纹叶片对扩压叶栅性能产生的影响非常微弱,总体性能与原型叶栅基本相当,非定常流动具有较好的周期性;在8°攻角下,波纹叶片能明显降低叶栅总压损失、减小流动分离。详细的流场细节分析表明,叶片表面的波纹能诱导产生一对反向旋转的流向涡,有效加强叶栅前缘的局部流动,为附面层的低能流体注入动量,从而提高了附面层抗分离能力,延缓了分离的产生。     

近零冲角下环型压气机叶栅的弯曲叶片表面静压的研究

在环型扩压叶栅实验风洞上对近零冲角进口流场畸变下的常规直叶栅、正倾斜叶栅、正弯曲叶栅、S型叶栅进行了叶片表面静压测量，分析了不同的弯曲叶片对表面静压分布的影响。结果表明正弯曲叶片、正倾斜叶片和S型叶片可以提高根部静压．减小了低能流体在轮毂区的堆积，流场结构大为改善，轮毂区的气流分离和堵塞减轻，提高了扩压能力，降低轮毂区的端壁损失。     

弯叶片降低损失机理的实验研究

通过三类低展弦比涡轮叶栅气参数的详细测量与壁面（包括上、下端壁与叶片表面）流动显示,研究了叶片弯曲降低能量损失的机理。实验结果表明：在不叶栅几何参数下,叶片弯曲形式的选择取决于叶栅内涡量场与长量场的适量匹配。     

叶片弯曲降低泄漏损失的实验研究

应用拓扑学原理分析了叶顶相对间隙为0．036的涡轮直叶栅与正、反弯叶栅的壁面流谱，发现正弯叶片栅与直叶片、反弯叶片栅吸力面上半叶展的拓扑结构明显不同，探讨了差别形成的机理及其对相对漏气量与总流动损失的影响。     

变几何平面叶栅数值模拟

使用CFD软件NUMECA对变几何平面叶栅三维流场进行了数值模拟。分析在不同叶片安装角下,叶片表面静压系数、出口总压损失系数和出口气流角的变化规律。结果表明：在叶栅转角范围内,随着安装角的增大,沿叶型表面气流的扩压段显著增加,叶栅出口气流角也会随之增大,而叶栅总损失不断减小,其中,叶型损失先减小后增大,叶顶间隙泄漏损失和端部二次流损失都是减小的。     

气膜冷却对高压涡轮叶栅损失特性的影响研究

为获得全气膜气冷涡轮叶栅的损失特性,采用试验及数值仿真方法,研究了不同冷气流量、不同叶栅出口马赫数条件下冷气射流对叶栅损失的影响。通过叶栅槽道静压云图及叶片表面压力分布等试验及数值仿真结果对比,验证了通冷气叶栅性能仿真分析方法的准确性。结果表明：同一冷气流量比下,通冷气叶栅能量损失系数随着马赫数的增大先减小后增大,在设计马赫数附近损失最低;通冷气叶栅能量损失系数随着冷气流量的增大而增大,且前后腔均通冷气时能量损失系数最大,前腔单独通冷气时能量损失系数最小;通冷气叶栅能量损失系数随着冷气与主流温比增大而增大。     

基于LES的压气机叶栅通道非定常流动结构研究

为了进一步理解压气机叶栅通道内的非定常流动结构,采用大涡模拟(LES)方法研究了来流附面层厚度和稠度变化对叶栅通道内涡系结构及总压损失系数的影响。研究表明：来流附面层增厚将导致端壁处流体的轴向动能降低,使得马蹄涡压力面分支更早地流向相邻叶片吸力面;来流附面层越厚,通道涡在叶栅尾缘沿展向抬升的高度越高,角区分离的范围也越大;叶栅的总压损失随附面层增厚而增加,附面层损失增加显著,二次流损失有所增大;稠度较低时叶栅吸力面表面存在分离,会对通道涡及角区分离产生影响;稠度增大,横向压力梯度减小,叶栅流道的速度分布更均匀,通道涡的强度和尺度减小,角区分离的范围减小;稠度增大使叶表不再分离时,总压损失显著降低,但稠度继续增大会使气流与叶片表面的摩擦损失增加。     

非轴对称端壁抑制叶栅二次流分离的实验研究

应用热线测量和颗粒图像测速(PIV)技术,测量平端壁叶栅(FEW)和非轴对称端壁叶栅(CEW)的二次流动。基于叶栅内的涡结构和剪切应力,分析非轴对称端壁降低二次流损失的流动机理。实验结果表明:二次流在叶片吸力面的边界层分离导致壁面涡与主流流体的剪切掺混,这是叶栅二次流损失的主要来源;非轴对称端壁通过降低端壁横向压力梯度推迟二次流分离的发生,使壁面涡与主流区产生剪切掺混的范围缩小,并使端壁二次流的流向速度提高、壁面涡的强度降低,在上述两方面作用下叶栅内的剪切应力减小,叶栅二次流损失降低。     

环形扩压叶栅弯叶片对流场性能的影响

对比研究了直叶片叶栅与弯叶片叶栅吸力面角区和下端壁流场显示的不同表现,发现弯叶片对角区分离流结构影响较大,它对减小端区马蹄涡尺度和减弱横向二次流作用明显。将不同叶栅中三维流向涡（通道涡和集中脱落涡）沿流向截面内的位置与强度作为研究对象,细致地分析了在采用弯叶片前后涡位置和强度的变化,分析表明两种涡的位置受弯叶片影响较大;通道涡沿流向的强度变化受弯叶片影响较为明显,而集中脱落涡强度受弯叶片影响却很小。来流马赫数、叶型折转角和稠度在一定范围内对弯叶片作用有规律性影响：当马赫数为0．7时,最佳弯角弯叶片降低损失7％．而马赫数为0．2时,最佳弯角弯叶片降低损失仅4％。     

叶片相对高度对涡轮喷嘴叶栅内损失的影响

据《Теплознергетика》2005年6月号报道，大量试验结果表明，叶栅内气流的转折角、槽道的气动力收敛度、叶型的安装角、叶栅的相对高度以及叶型和叶片间槽道的形状对端部损失具有明显的影响。     

涡轮平面叶栅变几何试验研究

通过建立变几何平面叶栅试验台,测量了平面叶栅在不同安装角下的叶片表面静压分布、出口总压分布和出口气流角.详细分析各种气动参数随叶片安装角的变化规律,并将试验测得的叶栅各种损失随转角的变化与3种损失模型的预测结果进行了比较,结果表明:在测量的转角范围内,随着安装角的增大,叶片表面扩压断明显增加,叶栅出口气流角也会随之增大,叶栅总损失不断减小.其中,叶型损失先减小后增大,端部二次流损失和叶顶间隙损失都是减小的.     

冲角对不同掠型压气机叶栅扩压因子的影响

对直、前掠、弯掠和后掠叶片组成的压气机叶栅进行了实验研究,结合叶栅出口能量损失分布和叶片表面静压系数的分布及叶片负荷的变化,讨论了冲角变化对不同掠型压气机叶栅扩压因子的影响以及叶栅扩压因子与叶栅能量损失和叶片负荷的相互关系。结果表明,前掠和弯掠叶栅显著改善了叶栅根部的流动．能够有效防止气流减速造成流动分离的可能;这两种叶栅轴向逆压梯度长度和叶片负荷大小的综合作用是其扩压因子在叶片两端部小于直叶栅的原因。     

矩形叶栅中叶片倾斜对二次流损失的影响

本文采用五孔束状测针和分布在叶栅上、下端壁及叶片表面的测压孔,对叶栅出口流场和上述表面上的静压分布进行了详细测量。实验结果证明:叶片的倾斜显著地改变了叶片表面尤其是吸力面上的静压分布,因而引起了叶栅中二次流损失的重新分布。     

低转折角叶片弯曲作用的实验研究

在低速平面叶栅风洞上,对具有不同正弯曲角叶片的透平矩形静叶栅进行了吹风实验.叶栅展弦比h/b=0.68,叶片转折角θ=71°.分析了叶片正弯曲对叶栅气动特性的改善作用及减小端部损失的机理.讨论了冲角、叶片弯曲角和出口条件对叶片正弯曲作用的影响.图9参7     

前掠叶片表面等熵马赫数分布的数值研究

采用数值模拟技术详细地研究了不同掠高的某蒸汽轮机末级前掠叶片表面等熵马赫数的分布。通过对计算结果的分析,讨论了该种叶栅内流动损失产生的机理。