周向微型涡轮输出特性和内部流动分析

周向涡轮结构简单，适应于微型化。为了对发展出的周向六叶片微型涡轮结构进行评价和改进以及分析叶顶间隙对流动的影响，对其内部流场建立三维瞬态数值仿真模型，仿真其输出特性和内部工质流动特性。发现六叶片涡轮存在结构缺陷，运转时进出口周期性连通，部分工质未做功即排出。改进出八叶片微型涡轮，并对其进行仿真，结果显示八叶片涡轮没有上述缺陷。对不同叶顶间隙涡轮内流场进行仿真，结果表明叶顶相对间隙对压力损失的影响呈现非线性关系，间隙小于0.01后，压力损失对间隙变化非常敏感；间隙大于0.02后，其对压力损失的影响已经非常小。仿真和实验结果都表明，八叶片涡轮和六叶片涡轮输出机械功率随工质流量的增加而增加。八叶片涡轮最大机械功率为1355mW，较六叶片涡轮提高10.5%，八叶片涡轮功率启动输出的流量为140L/h，小于六叶片涡轮的200L/h，八叶片涡轮性能优于六叶片涡轮。