基于ANSYS CFX的汽輪機葉片氣動性能優化模擬研究

周俊杰，王 璞，周金方

(鄭州大學 化工與能源學院，河南 鄭州450001)

基于ANSYS CFX的汽輪機葉片氣動性能優化模擬研究

周俊杰，王 璞，周金方

(鄭州大學 化工與能源學院，河南 鄭州450001)

以125 MW軸流式汽輪機某一沖動級葉片為研究對象，利用商業軟件ANSYS CFX對該級靜動葉片的氣動性能進行了三維數值模擬優化計算.結果表明，通過優化前緣和尾緣橢圓率、相對節距以及其級間配比等幾何參數，降低了表面壓力差分布，有效控制了二次流損失；葉片等熵效率提高了0.43%，總壓損失系數降低了0.005左右.優化改進后，葉片的氣動性能得到提高，降低了其能量損失，增加了汽輪機效率.

汽輪機；葉片；ANSYS CFX；數值模擬；氣動性能

0 引言

電在當今國民經濟各個部門領域中有著非常重要的作用.目前，主要采用煤、石油、天然氣以及其他燃料燃燒產生蒸汽，借助汽輪機將之轉化為機械能驅動發電機發電.近年來，為了滿足更為苛刻的高參數化(高壓、高功率、高溫等)，工況變更范圍更寬和空間結構更緊湊等的需求，汽輪機通流部分蒸汽的流動也變得更為復雜.為了探求改善流動，降低葉柵損失和提高效率等新方法，國內外學者對其內部流動研究一直都沒停止過.

Elbatsh[1]研究實驗與數值模擬研究結果顯示二次流受壓力梯度沿葉高分布較大，且葉根處通道渦遠大于葉頂的，所以減少環形葉柵的二次流損失的重點應該放在葉根處通道渦.Verpe[2]在驗證數值模擬可靠的基礎上，利用數值模擬結果揭示……