叶顶间隙对氮低温透平膨胀机效率影响的数值模拟

氮低温制冷循环系统为高能同步辐射光源提供80 K温区冷量,其最核心的部件为氮透平膨胀机,透平叶顶间隙会改变流场分布,对效率产生较大影响。首先根据设计工况初步确定了氮透平的几何结构,随后利用数值模拟对流场进行计算,研究了叶顶间隙参数对流场分布以及整体效率的影响。结果表明,叶顶间隙的存在会使工作轮入口叶顶出现涡流,改变流场分布。在等叶顶间隙情况下,叶顶间隙相对出口叶高小于1.5%时,间隙每增加0.5%,等熵效率降低1.5%左右;在不等叶顶间隙情况下,径向间隙对透平效率的影响要明显大于轴向间隙。