周向彎曲低壓軸流風(fēng)機葉頂泄漏流動數(shù)值研究2
作者:石家莊風(fēng)機 日期:2015-8-5 瀏覽:1337
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4.2上端壁極限流線分布圖2給出三個葉輪上端壁極限流線和壓力分布。如圖,從吸力面一側(cè)靠近葉片前緣附近流體開始匯集形成一條低壓區(qū),并不斷向同一流道的壓力面后緣方向蔓延,這是一條分離線。它反映了泄漏渦的發(fā)生、發(fā)展的過程。從吸力面一側(cè)可以看出,后彎葉輪的葉頂泄漏渦發(fā)生地點最靠近葉片前緣,原型葉輪次之,前彎葉輪最遠(yuǎn)。另外,前彎葉輪的分離線明顯長于葉輪的分離線,同時與后彎葉輪比較,前彎葉輪的葉頂泄漏渦更加穩(wěn)定。從旋渦的強度來看(見圖3),后彎葉輪在起始段最強,前彎葉輪要弱一些,而且后彎葉輪渦量最大點更靠近葉片前緣。
4.3葉頂間隙區(qū)域壓力分布圖2右列為葉頂間隙區(qū)域葉間面的壓力分布,以靜壓系數(shù)表示。吸力面一側(cè)壓力等值線呈現(xiàn)凹槽結(jié)構(gòu)與葉頂泄漏流動是相對應(yīng)的,即泄漏流與壓力極小值相對應(yīng),反映了葉頂泄漏流使間隙區(qū)域的壓力減小。比較三個葉輪壓力分布,沿主流后彎葉輪最先出現(xiàn)凹槽結(jié)構(gòu)的壓力分布,原型葉輪次之,前彎葉輪最遲,這與前面的分析完全吻合。從壓力大小看,前彎葉輪最大,說明前彎葉輪的泄漏流卷曲.
4.4葉頂間隙高度的影響對比不同葉頂間隙高度的原型葉輪三維流線(圖1(a)與圖4)和極限流線分布(圖2(a)與圖5)間隙高度對葉頂泄漏渦的發(fā)生和發(fā)展有著顯著的影響。當(dāng)葉頂間隙高度減小時,泄漏流動受到很大削弱,泄漏渦強度和卷曲程度都大大減小,與大葉頂間隙相比,泄漏渦的起始位置更靠近前緣。另一方面,隨著葉頂間隙高度的不斷減小,靠近葉片吸力面一側(cè)的泄漏流的流動方向與葉弦的夾角不斷增加,說明大葉頂間隙時主流與葉頂泄漏流動之間的相互影響更大。從流動損失的角度講,減小葉頂間隙的高度是減小整個流動的損失,提高效率的途徑之一。
5結(jié) 論
(1)從泄漏渦的發(fā)展過程看,葉頂?shù)闹芟蚯皬潟碇T多不利因素,造成泄漏渦與周圍主流劇烈混合,導(dǎo)致?lián)p失增加。與周向前彎葉輪相比,葉頂周向后彎睦葉片會更加有利于葉頂泄漏流動的減弱。
(2)葉頂泄漏渦對石家莊風(fēng)機性能造成明顯的影響,泄漏渦越強,衰減越慢,葉頂?shù)耐髂芰υ讲睿恍孤u破碎后與主流作用越劇烈,端部損失越大,最終造成石家莊風(fēng)機效率下降,甚至?xí)绊懯仪f風(fēng)機總體性能。
(3)葉頂間隙高度越大,泄漏流動越強,泄漏渦的起始位置更靠近葉片后緣。