燃烧室出口非均匀性影响透平温度场的数值研究

摘要

燃用富氢燃料的燃气轮机正成为我国下一代重型燃机的研发重点.由于富氢燃料燃烧产物中含有大量的水,考虑到水的热力性质与其它组分差异明显,此时燃烧室出口气流的非均匀性对透平气动/冷却性能的影响将有所增大.本文通过对燃烧室及透平级的联合计算,深入分析了燃烧室出口热斑、组分斑和旋流等非均匀性因素对透平级内部温度场的影响.热斑的存在显著增大了动叶表面平均温度;组分斑的存在对温度场影响不大,但会增强热斑的效果,使热斑的作用范围扩大;旋流作用主导了燃烧室出口热斑和组分斑的形状,并使得热斑的分布集中在静叶通道中部.本文的研究结果表明,透平冷却应与旋流器同步设计,以确定热斑和组分斑的形状,从而获得最佳的冷却效果.