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作者：李百强;刁安娜;曾跃波;杨凡;袁玮玮;
单位：中国船舶集团有限公司第七一一研究所;
摘要：针对某低温透平膨胀机叶轮轴向载荷过大和带豁口叶轮相关性能研究不足的现状，对原半开式叶轮进行豁口结构进行气动设计，得到4种不同豁口深度的叶轮，并对所设计的各带豁口结构叶轮数学模型进行全流道三维数值模拟，分析不同豁口深度对低温透平膨胀机叶轮的膨胀特性、外泄漏特性，以及叶轮轴向力特性的影响。结果表明，叶轮豁口的存在会改变叶顶间隙、叶轮及泄漏通道内部的流场分布；随着叶轮豁口深度比的增加，叶轮效率、功率有所降低，轴向力呈现先增加、后降低的趋势，其中，在带豁口叶轮豁口深度比为0.3时，相较原半开式叶轮等熵效率降低2.9%，功率降低2.4%，轴向力降低38.1%，在满足性能指标的情况下，使得叶轮轴向载荷有效降低。研究为低温透平膨胀机中带豁口结构叶轮的设计分析提供参考。
关键词：透平膨胀机;;叶轮;;气动设计
基金资助：工信部海上LNG产业链攻关项目(2023GXZ00201)
