超臨界二酸化炭素軸流ターボインナー段流動損失評価

ZHANG Lei ,  

SHI Ze ,  

SHU Weilin ,  

YANG Rui ,  

YANG Guoying ,  

DENG Qinghua ,  

摘要

超臨界二酸化炭素ターボインナー内部の損失メカニズムをさらに探究するため、特定のターボインナー段について数値方法を用いてその流動特性を研究した。静羽と動羽のチャネル内の損失を分解し、各損失の大きさと割合を定量的に計算し、超臨界二酸化炭素ターボインナー段の損失の階級を明らかにした。その結果、超臨界二酸化炭素媒体の密度が大きく、ターボインナー羽高が小さいために、そのガイド羽及び羽テナカシの漏れ損失が巨大であることが分かった。段負荷が0.93、静羽隙間相対高が0.012、動羽隙間相対高が0.010の時、漏れ損失が段総損失の38.23%を占め、そのうちガイド羽テナカシ漏れ損失が21.94%、羽テナカシ漏れ損失が16.29%を占めている。漏れ損失以外に、静羽格子チャネル内で、羽平均最大厚の弦長比が0.33、伸弦比が2.07の時、型面損失は端壁損失と後続損失よりも遥かに高く、段総損失の9.68%を占める;動羽格子チャネル内で、羽平均最大厚の弦長比が0.28、伸弦比が1.73の時、型面損失、端壁損失、後続損失の差が大きくなく、型面損失比率が依然として最も高く、段総損失の15.39%に達する;動羽チャネル内での二次流の影響範囲がより大きく、その端壁損失が静羽端壁損失よりも遥かに高くなるため、壁面近くの流体の粘性散逸と逆蹄渦、チャネル渦などによる二次流損失が端壁損失の主な来源になっている。研究結果は超臨界二酸化炭素ターボインナーの最適設計への方向指針とデータの支援となる。

关键词

二酸化炭素;ターボインナー段;エントロピー生成率;流動損失

阅读全文