李锡明，曾佑杰

（杭州中能汽轮动力有限公司汽轮机研究所，杭州 310018）

对实际运行的叶栅排，受不同工况下热应力和载荷的作用，动叶顶部间隙大小也在时刻变化，因此动叶顶部一般留有1 ～ 2 mm 间隙[1-2]。而对于汽轮机低压长扭叶片，由于受载荷作用叶片顶部的径向位移较大，使得设计的顶部间隙尺寸也随之增大，由此带来的泄漏损失也将快速升高。研究表明，由泄漏流动引起的损失约占透平级总损失的1/3[3]，因此研究动叶顶部泄漏流动的流动状态和损失机理，对比不同顶部汽封结构的封严特性。以此来减少顶部泄漏损失，提高叶栅排效率显得尤为重要。

国内外学者对泄漏流动特性及其密封结构方面做了大量研究。Yaras[4-5]通过透平叶片的平面叶栅试验平台，给出了有间隙泄漏流动叶片的表面压力分布及叶顶泄漏通道内的压力分布和速度分布曲线，并对比总结了D＆C、A＆M、L＆H 等不同计算模型中顶部泄漏损失的计算结果，给出了改进的叶顶损失计算公式：

式中Ygap——由顶部泄漏通道内的流动损失；

ksYs，0——修正的端部二次流损失；

Ytip——顶部泄漏流动的掺混损失。

试验发现，顶部泄漏流动的掺混作用使得尾缘后的损失增加明显，影响明显区域多发生在叶栅后的一个叶栅轴向弦长的长度内。通道内实际流动损失很小，二次流损失通常受二次流的通道涡结构影响。这个损失随顶部间隙的增加而减小。而顶部间隙内的流动蕴含较高的动能，并在向下游流动中有序膨胀发展成泄漏涡，在尾缘后一个轴向弦长区域内损失急剧增大。……