Для дальнейшего изучения механизмов потерь внутри лопаточного аппарата сверхкритического углекислого турбинно-компрессорного агрегата были исследованы его потоковые характеристики численными методами на уровне ступени. Потоковые потери внутри каналов стационарной и подвижной решеток были разложены и количественно рассчитаны, что позволило определить величину и долю каждой потери, а также выявить порядок величины потерь ступени сверхкритического углекислого турбокомпрессорного агрегата. Результаты показали, что высокая плотность среды углекислого газа и малая высота лопаток приводят к значительным утечкам в отделении прокладок и на верхних кромках лопаток. При нагрузке ступени 0,93, относительная высота стационарной промежутки составляет 0,012, относительная высота подвижной промежутки составляет 0,010, потери утечки составляют 38,23% от общих потерь, причем утечки в отделении прокладок составляют 21,94%, а утечки на верхних кромках лопаток - 16,29%. Кроме утечек: внутри канала стационарной решетки, когда среднее максимальное относительное сечение лопаток к шагу составляет 0,33 и отношение разворота составляет 2,07, потери формы лопаток существенно превалируют над потерями боковых стенок и следового потока, составляя 9,68% от общих потерь; внутри канала подвижной решетки, когда среднее максимальное относительное сечение лопаток к шагу составляет 0,28 и отношение разворота составляет 1,73, потери формы, потери боковых стенок и следового потока примерно равны, но потери формы все же преобладают, достигая 15,39% от общих потерь. Двукратное течение внутри канала подвижной решетки оказывает большее влияние и приводит к тому, что потери боковых стенок оказываются значительно выше, чем потери боковых стенок стационарной решетки, а вязкостное рассеивание течения близ поверхности и дополнительные вихри, такие как консоли и канальные вихри, образующиеся на стенках канала, являются основными источниками вторичных потерь в виде потерь боковых стенок. Результаты исследования могут предоставить направление и данные для поддержки оптимизации конструкции турбокомпрессорного агрегата сверхкритического углекислого газа.

Диоксид углерода; турбинная ступень; энтропийная отдача; потери потока