文中针对水下小型特种燃气轮机高温高速来流、涡轮盘高转速的情况下,流体域使用剪切压力传输(SST)k-ω湍流模型,固体域采用共轭传热的方法对轮盘及其流道温度场进行仿真,并将得到的温度场加载到强度分析中,对最恶劣工况下轮盘所受热应力、变形量进行仿真计算.计算结果表明:在采用3喷嘴数时涡轮盘温度达到极值,且反向排气可有效降低涡轮盘表面温度,但其做功能力将被限制.在不采取任何冷却措施的情况下,轮盘最高温度已超出材料最大耐受温度,在轮盘最高温度极值区域有较大的伸长率,且轮盘在高温高转速下最大应力值已超出材料的许用应力.应在涡轮盘温度较高的区域对轮盘采取一定的冷却措施.文中所做研究可为燃气轮机安全设计提供参考.
水下涡轮发动机 轮盘 热-流耦合 温度场