CN114718659A - 一种耦合径向肋条和周向槽的涡轮叶顶间隙流控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耦合径向肋条和周向槽的涡轮叶顶间隙流控制方法，通过在动叶的叶尖设置径向肋条的同时，在与动叶毗邻的机匣上设置周向槽来联合控制涡轮动叶叶尖泄漏流；在引入周槽式机匣处理后，机匣通道涡和刮削涡的强度被明显弱，转子通道内的流动损失降低；径向肋条是叶片叶顶型面在径向延伸，设置在动叶叶顶，径向肋条的存在使叶顶出现了一个凹腔结构，在流体流过凹腔结构时，会卷起产生的漩涡结构，一方面消耗间隙流体的动能，另一方面对凹腔上方间隙流体形成射流阻碍效应，会阻碍气流越过叶顶进入吸力面侧的流动，削弱了叶尖间隙泄漏流，提高了涡轮效率。

Description

一种耦合径向肋条和周向槽的涡轮叶顶间隙流控制方法

技术领域

本发明属于径流涡轮技术领域，具体涉及一种涡轮叶顶间隙流损失控制方法。

背景技术

涡轮内部旋转动叶片与静止机匣之间必然存在一定的叶顶间隙，由于叶顶间隙的存在，在叶片压力面和吸力面两侧的横向压力梯度作用下必然形成叶尖间隙泄漏流动。涡轮叶顶间隙泄漏流动是叶轮机械转子中最普遍的流动现象之一，特别是近年来随着涡轮负荷的增加，横向压力梯度增加，使得泄漏流动加剧。泄漏流和泄漏涡对下游流场的非定常性有着较大的影响，首先涡轮叶顶泄漏流产生很大的气动损失，在不带冠涡轮中，叶顶泄漏损失最高可分别占到动叶损失的45％和级损失的30％；其次，其可以引起叶片结构振动和噪声，降低可靠性，并减少发动机寿命；最后，泄漏流和泄漏涡增加了涡轮叶顶附近传热的复杂性，在高压涡轮中，高温燃气在流经间隙时，气流速度迅速提高造成的射流效应导致叶顶换热系数大大提高，并且泄漏流在间隙内经历分离、再附等复杂流动过程，使得叶顶换热十分复杂，在间隙内热负荷的冲击下，涡轮叶片很容易出现烧蚀和断裂。因此，基于叶尖泄漏流动的损失产生机制，开展了广泛的间隙流动的主动和被动控制技术研究(叶顶\机匣喷气、叶顶围带、叶顶凹槽、翼梢小翼、现代先进密封结构等)，通过改进叶顶结构设计，进一步减小叶尖泄漏流损失，提高涡轮性能一直以来是涡轮气动热力学研究的重要内容之一。

众所周知，处理机匣技术在轴流压气机上已经得到了成熟的应用，自从上世纪六十年代发现机匣处理的扩稳效果以来，经过五十多年的研究，发现了多种有效的机匣处理结构，其中周向槽式处理机匣作为最先被发现的一种处理机匣结构形式，其扩稳效果在很多机型上都得到了实际验证。但是与压气机不同，作为高温部件的透平涡轮机匣结构直接与主流燃气接触，工作条件恶劣，需要长期承受高温的侵蚀，于是处理得到的结构复杂的机匣无法长期维持设计形状，变形后的机匣结构不仅不能提供良好的流动控制效果，甚至会带来严重的安全隐患；近年来，随着材料科学的发展，机匣本身的耐高温性能的提升，这种有效的控制方法开始再次进入人们的视野。通过之前的数值模拟发现，合适的机匣处理技术可以有效削弱机匣通道涡和刮削涡的强度，使得转子通道内的流动损失降低，明显的提升涡轮动叶级熵损失的减小和级效率；但是，周向槽的引入，会增加动叶叶尖间隙的尺寸，会使得叶尖泄漏流的流量有所增加，为此，人们希望对周向槽式处理机匣方法进行优化和改进。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种耦合径向肋条和周向槽的涡轮叶顶间隙流控制方法，通过在动叶的叶尖设置径向肋条的同时，在与动叶毗邻的机匣上设置周向槽来联合控制涡轮动叶叶尖泄漏流；在引入周槽式机匣处理后，机匣通道涡和刮削涡的强度被明显弱，转子通道内的流动损失降低；径向肋条是叶片叶顶型面在径向延伸，设置在动叶叶顶，径向肋条的存在使叶顶出现了一个凹腔结构，在流体流过凹腔结构时，会卷起产生的漩涡结构，一方面消耗间隙流体的动能，另一方面对凹腔上方间隙流体形成射流阻碍效应，会阻碍气流越过叶顶进入吸力面侧的流动，削弱了叶尖间隙泄漏流，提高了涡轮效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：

步骤1：对不施加流动控制方法的透平级进行建模，在指定工况下，对其内部流场进行数值模拟及流动分析，得到涡轮动叶叶尖泄漏流的流动结构和动叶叶栅通道中涡系结构的组成；据此在机匣上与动叶叶顶毗邻的位置设置整周的周向槽，在动叶叶片的顶端设置包含整个动叶叶顶型面的径向肋条，具体设置方法如后续步骤；

步骤2：固定周向槽深度和宽度，在与动叶毗邻的机匣上的不同轴向位置s设置单个周向槽，并分别进行数值模拟，比较不同周向位置的周向槽对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的周向槽轴向位置s作为最佳周向槽轴向位置；

步骤3：固定最佳周向槽轴向位置s，在机匣上最佳轴向位置s处设置相同深度但宽度变化的周向槽，并分别进行数值模拟，比较周向槽的不同宽度对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的周向槽宽度w作为最佳周向槽宽度；

步骤4：固定最佳周向槽轴向位置s和最佳周向槽宽度w，在机匣上最佳轴向位置s处设置宽度为w但深度变化的周向槽，并分别进行数值模拟，比较周向槽的不同深度对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的周向槽深度g作为最佳周向槽深度；

步骤5：固定最佳周向槽轴向位置s、最佳周向槽深度g和最佳周向槽宽度w，在机匣上由最佳周向槽轴向位置s向两侧延伸设置多个相同深度g和宽度w的周向槽，指定相邻槽的间距，改变周向槽数目，并分别进行数值模拟，比较周向槽的不同数目对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的周向槽数目n作为最佳周向槽数目；

步骤6：设定径向肋条的形状为动叶叶顶型面在径向的延伸，固定径向肋条高度，改变径向肋条的宽度，并分别进行数值模拟，比较径向肋条的不同宽度对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的径向肋条宽度b作为最佳肋条宽度；

步骤7：固定最佳径向肋条宽度b，改变径向肋条高度，并分别进行数值模拟，比较径向肋条的不同高度对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的径向肋条高度h作为最佳径向肋条高度；

步骤8：固定最佳径向肋条高度h，将径向肋条在动叶叶尖形成的凹槽形状参数化为四个参数，分别为凹槽侧壁距动叶叶片前缘的距离A、凹槽结构前缘宽度B、凹槽侧壁距动叶叶片尾缘的距离C、凹槽结构尾缘宽度D，应用均匀设计法对这四个参数进行优化设计，通过数值模拟，比较径向肋条形状对动叶级整级效率的影响，综合考虑，选取使动叶级整级效率最大的参数A、B、CD的组合作为最佳参数组合，从而获得径向肋条的形状；

步骤9：径向肋条会在动叶叶顶形成一个凹腔结构，在流体流过凹腔结构时，会卷起产生的凹腔漩涡，一方面消耗间隙流体的动能，一方面对凹腔结构上方间隙流体形成射流阻碍效应，阻碍气流越过动叶叶顶进入吸力面侧的流动，削弱了动叶叶尖间隙泄漏流，减小隙泄漏流造成的损失并提高了涡轮效率；同时在流体流过与动叶叶顶毗邻的机匣上做周向的凹槽时，会卷起产生的凹槽漩涡，也会阻碍气流越过动叶叶顶进入吸力面侧的流动，导致机匣通道涡和刮削涡的强度则被明显削弱，转子通道内的流动损失降低。

优选地，所述径向肋条的最佳高度h不高于的动叶叶高的10％。

优选地，所述最佳周向槽宽度w设置在动叶叶片的径向弦长2％～30％范围内。

优选地，所述径向肋条在动叶叶顶形成的凹槽的面积不超过动叶叶顶型面总面积的90％，不少于动叶叶顶型面总面积的10％。

优选地，所述周向槽深度g设置在动叶叶片的轴向弦长2％～8％范围内。

优选地，所述周向槽的轴向位置s设置范围为动叶叶片的轴向弦长-20％～120％。

优选地，所述n个周向槽的宽度叠加不超过动叶叶片的轴向弦长50％。

本发明的有益效果如下：

本发明通过合适的径向肋条与周向槽布置，一方面会有效削弱机匣通道涡和刮削涡的强度、提高涡轮效率、削弱了叶尖间隙泄漏流量；另一方面也同时减少了叶顶表面的热负荷和叶顶局部区域的传热系数，进而减小了叶顶传热的不均匀程度，从而提高了叶片寿命；本发明还能减轻叶片顶部端区重量，增强叶顶的可磨耗性，从而提高燃气涡轮工作的可靠性。

附图说明

图1为本发明的组合式流动控制方法的设计参数示意图。

图2为本发明的组合式流动控制方法的三维示意图。

图3为本发明径向肋条形状参数化示意图。

图4为本发明叶顶间隙、周向槽内及径向肋条内流动示意图。

图5为本发明实施例距离转子前缘110％叶尖轴向弦长处周向涡量沿叶高分布曲线图。

图6为本发明实施例距离转子前缘110％叶尖轴向弦长处周向涡量分布云图，其中(a)原始状态，(b)采用本发明方法后。

图7为本发明实施例不同流动调控策略多个流向截面叶尖端区静熵值分布云图，其中(a)原始状态，(b)采用本发明方法后。

附图标记说明：1—机匣，2—叶片，3—前缘线，4—尾缘线，5—周向槽，6—径向肋条，7—凹腔漩涡结构7，8—凹槽漩涡结构，9—凹腔结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

为了进一步凸显周向槽机匣的控制效果，抑制其带来的叶尖泄漏流流量的增加，在考虑并尝试了多种控制组合方法后，提出将机匣周向槽处理技术与叶尖径向肋条控制方法相互结合，利用叶尖径向肋条可以有效减少尖泄漏流流量的特点，进一步凸显机匣处理技术在涡轮上的效果，数值模拟结果显示，本发明提出的耦合式流动控制方法，不仅能明显的提升涡轮动叶级熵损失的减小和级效率而且可以有效减少尖泄漏流流量。

一种耦合径向肋条和周向槽的涡轮叶顶间隙流控制方法，包括如下步骤：

步骤1：对不施加流动控制方法的透平级进行建模，在指定工况下，对其内部流场进行数值模拟及流动分析，得到涡轮动叶叶尖泄漏流的流动结构和动叶叶栅通道中涡系结构的组成；据此在机匣上与动叶叶顶毗邻的位置设置整周的周向槽，在动叶叶片的顶端设置包含整个动叶叶顶型面的径向肋条，具体设置方法如后续步骤；

步骤2：固定周向槽深度和宽度，在与动叶毗邻的机匣上的不同轴向位置s设置单个周向槽，并分别进行数值模拟，比较不同周向位置的周向槽对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的周向槽轴向位置s作为最佳周向槽轴向位置；

步骤3：固定最佳周向槽轴向位置s，在机匣上最佳轴向位置s处设置相同深度但宽度变化的周向槽，并分别进行数值模拟，比较周向槽的不同宽度对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的周向槽宽度w作为最佳周向槽宽度；

步骤4：固定最佳周向槽轴向位置s和最佳周向槽宽度w，在机匣上最佳轴向位置s处设置宽度为w但深度变化的周向槽，并分别进行数值模拟，比较周向槽的不同深度对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的周向槽深度g作为最佳周向槽深度；

步骤5：固定最佳周向槽轴向位置s、最佳周向槽深度g和最佳周向槽宽度w，在机匣上由最佳周向槽轴向位置s向两侧延伸设置多个相同深度g和宽度w的周向槽，指定相邻槽的间距，改变周向槽数目，并分别进行数值模拟，比较周向槽的不同数目对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的周向槽数目n作为最佳周向槽数目；

步骤6：设定径向肋条的形状为动叶叶顶型面在径向的延伸，固定径向肋条高度，改变径向肋条的宽度，并分别进行数值模拟，比较径向肋条的不同宽度对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的径向肋条宽度b作为最佳肋条宽度；

步骤7：固定最佳径向肋条宽度b，改变径向肋条高度，并分别进行数值模拟，比较径向肋条的不同高度对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的径向肋条高度h作为最佳径向肋条高度；

步骤8：固定最佳径向肋条高度h，将径向肋条在动叶叶尖形成的凹槽形状参数化为四个参数，分别为凹槽侧壁距动叶叶片前缘的距离A、凹槽结构前缘宽度B、凹槽侧壁距动叶叶片尾缘的距离C、凹槽结构尾缘宽度D，应用均匀设计法对这四个参数进行优化设计，通过数值模拟，比较径向肋条形状对动叶级整级效率的影响，综合考虑，选取使动叶级整级效率最大的参数A、B、CD的组合作为最佳参数组合，从而获得径向肋条的形状；

步骤9：径向肋条会在动叶叶顶形成一个凹腔结构，在流体流过凹腔结构时，会卷起产生的凹腔漩涡，一方面消耗间隙流体的动能，一方面对凹腔结构上方间隙流体形成射流阻碍效应，阻碍气流越过动叶叶顶进入吸力面侧的流动，削弱了动叶叶尖间隙泄漏流，减小隙泄漏流造成的损失并提高了涡轮效率；同时在流体流过与动叶叶顶毗邻的机匣上做周向的凹槽时，会卷起产生的凹槽漩涡，也会阻碍气流越过动叶叶顶进入吸力面侧的流动，导致机匣通道涡和刮削涡的强度则被明显削弱，转子通道内的流动损失降低。

采用上述方法得到的周向槽和径向肋条如下：

如图1和图2，涉及部件包括动叶叶片2和机匣1。在叶片2的顶端设置包含整个叶顶型面的径向肋条6，径向肋条的高度h不高于10％的动叶叶高H；在机匣1上，与动叶叶顶毗邻的位置设置整周的周向槽5，周向槽宽度w设置在2％～30％动叶叶片的径向弦长范围内。

如图3，径向肋条的几何形状通过其在叶顶形成的凹槽来进行反向设计，首先把叶顶形成的凹槽的几何形状在本发明中被参数化为四个独立参数来进行控制，这四个参数分别为，凹槽距叶片前缘的距离A、凹槽结构前缘的宽度B、凹槽距叶片尾缘的距离C、凹槽结构尾缘的宽度D，在确定了以上四个参数后然后再结合转子叶片的顶型线，最终形成叶顶凹槽结构的型线，向上拉伸得到径向肋条，必须保证径向肋条顶部到机匣的距离满足结构安全要求。

如图3，径向肋条在叶顶形成的凹槽的面积不超过叶顶型面总面积的90％，不少于叶顶型面总面积的10％。

本发明并不要求径向肋条的高度在叶片吸力面和压力面保持一致；分别对压力面或吸力面来说，径向肋条的高度h在从前缘到尾缘也不要求严格一致。

周向槽深度g设置在2％～8％动叶叶片的轴向弦长c范围内，同时保证机匣的结构强度和安全性。

周向槽的轴向位置s设置范围为-20％～120％动叶叶片的轴向弦长c。

周向槽的子午截面形状可以为矩形，也可以为其他形状的组合，如在上游使用光滑过渡的圆弧构成周向槽刨面形状；同时周向槽的个数可以为一个或者多个，当周向槽的个数n不唯一时，所有的周向槽的叠加宽度不超过50％动叶叶片的轴向弦长c。

如图4，本发明在叶片顶端设置的径向肋条，会在动叶叶顶形成一个凹腔结构9，在流体流过凹腔结构时，会卷起产生的漩涡结构8，一方面消耗间隙流体的动能，一方面对凹腔上方间隙流体形成射流阻碍效应，会阻碍气流越过叶顶进入吸力面侧的流动，削弱了叶尖间隙泄漏流，减小其造成的损失提高了涡轮效率；同时在与叶顶毗邻的机匣1上做周向的凹槽5，在引入周槽式机匣处理后，在流体流过周向槽5时，会卷起产生的漩涡结构7，也会阻碍气流越过叶顶进入吸力面侧的流动，导致机匣通道涡和刮削涡的强度则被明显减弱，转子通道内的流动损失降低。

具体实施例：

根据上述实现耦合叶尖径向肋条和机匣周向槽的涡轮叶顶间隙流损失控制技术的操作过程，接下来对某高压涡轮第一级转子叶尖泄漏流进行流动控制的设计，并通过数值模拟验证其作用效果。

首先，对不施加流动控制方法的透平级进行建模，对其内部流场进行数值模拟及流动分析，明确涡轮动叶叶尖泄漏流的流动结构和动叶叶栅通道中涡系结构的组成；

接着，初步选取周向槽深度g为1％H，周向槽宽度w为5％H，在与动叶毗邻的机匣上的不同轴向位置s处开设单个周向槽，周向槽的轴向位置从距离叶片前缘0％c增加到距离叶片前缘100％c，增加步长为5％c，共进行20组算例的设置，通过对其进行数值模拟，比较不同周向位置的周向槽机匣对动叶级整级效率和叶尖泄漏流流量的影响，综合考虑，确定最佳的周向槽轴向位置s为40％～45％c位置；

在最佳轴向位置s处设置g为1％H但w变化的周向槽，为了减少计算量，w设置为5％和10％H，并对分别其进行数值模拟，比较周向槽的不同宽度对动叶级整级效率和叶尖泄漏流流量的影响，综合考虑，确定最佳的周向槽宽度w为5％c；

根据之前确定的最佳周向槽轴向位置s和最佳周向槽宽度w，改变周向槽深度g，g的变化范围为0.5％～3％H，变化步长为0.5％H，设置6组算例，分别对其进行数值模拟，比较周向槽的不同深度对动叶级整级效率和叶尖泄漏流流量的影响，综合考虑，确定最佳的周向槽深度为1.5％H；此示例案例中，默认周向槽的数目为单个，不进行周向槽数目的择优。

然后，在确定最佳周向槽的位置、槽宽、槽深及周向槽数目的基础上，接下来确定径向肋条的设计参数

初步确定径向肋条形状为叶片叶顶型面在径向的延伸，确定径向肋条高度h为1％H，设置径向肋条的宽度b为1％和2％H，并对其进行数值模拟，比较径向肋条的不同宽度对动叶级整级效率和叶尖泄漏流流量的影响，综合考虑，确定最佳的径向肋条宽度b为2％H；

初步确定径向肋条形状为叶片叶顶型面在径向的延伸，根据上一步骤确定的最佳径向肋条宽度b，改变径向肋条高度h，h变化范围为1％～5％H，变化步长为1％H，设置5组算例并对其进行数值模拟，比较径向肋条的不同高度对动叶级整级效率和叶尖泄漏流流量的影响，综合考虑，确定最佳的径向肋条高度h为2％H；

根据之前步骤确定的最佳径向肋条宽度b和高度h，同时将径向肋条形状进行参数化，本发明通过控制径向肋条在叶尖形成的凹槽形状来反向控制径向肋条形，将径向肋条在叶尖形成的凹槽形状参数化为四个参数，这四个参数分别为，凹槽距叶片前缘的距离A、凹槽结构前缘的宽度B、凹槽距叶片尾缘的距离C、凹槽结构尾缘的宽度D，接着应用均匀设计法对这四个参数进行优化设计，具体的参数选择如下表1，设置12组不同的径向肋条形状，通过数值模拟，比较径向肋条形状对动叶级整级效率和叶尖泄漏流流量的影响，综合考虑，确定径向肋条的形状为第二组参数组合。

表1基于均匀设计法的凹槽型线设计参数分布

最终，通过上述步骤，得到一组最优的周向槽与径向肋条耦合的设计参数，并对此参数下的动叶级进行数值模拟，将数值模拟结果与原始动叶级进行比较；

表2为控制效果总览表，可以看到，本发明可以有效提高单转子效率和动叶级效率，减少总熵损失和泄漏流流量。

表2控制效果总览表

其中定义转子通道总熵损失如下：

L＝m_passageT_outletΔs (1)

式中：

m_passage为转子通道流量；

T_outlet为转子通道出口截面质量平均静温；

Δs为表示通道内损失引起的熵增(参考位置选在转子进口)。

图5为施加本发明方法前后，距离转子110％叶尖轴向弦长处的轴向涡量沿叶高分布曲线，图6为施加本发明方法前后，距离转子110％叶尖轴向弦长处的轴向涡量分布云图，对比两张图可以看出，施加本发明方法后，机匣通道涡的强度减弱，泄漏涡对应的高涡量区域在径向方向上上移，刮削涡的强度也在减弱。

图7为施加本发明方法前后，不同流动控制方法多个流向截面叶尖端区静熵值分布云图，施加本发明的组合式控制后，由于叶顶凹槽结构和周向槽结构对于叶尖间隙泄漏流的影响，叶尖端区静熵值显著减小，说明流动损失明显减小。

Claims (7)

1.一种耦合径向肋条和周向槽的涡轮叶顶间隙流控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：对不施加流动控制方法的透平级进行建模，在指定工况下，对其内部流场进行数值模拟及流动分析，得到涡轮动叶叶尖泄漏流的流动结构和动叶叶栅通道中涡系结构的组成；据此在机匣上与动叶叶顶毗邻的位置设置整周的周向槽，在动叶叶片的顶端设置包含整个动叶叶顶型面的径向肋条，具体设置方法如后续步骤；

步骤2：固定周向槽深度和宽度，在与动叶毗邻的机匣上的不同轴向位置s设置单个周向槽，并分别进行数值模拟，比较不同周向位置的周向槽对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的周向槽轴向位置s作为最佳周向槽轴向位置；

步骤3：固定最佳周向槽轴向位置s，在机匣上最佳轴向位置s处设置相同深度但宽度变化的周向槽，并分别进行数值模拟，比较周向槽的不同宽度对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的周向槽宽度w作为最佳周向槽宽度；

步骤4：固定最佳周向槽轴向位置s和最佳周向槽宽度w，在机匣上最佳轴向位置s处设置宽度为w但深度变化的周向槽，并分别进行数值模拟，比较周向槽的不同深度对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的周向槽深度g作为最佳周向槽深度；

步骤5：固定最佳周向槽轴向位置s、最佳周向槽深度g和最佳周向槽宽度w，在机匣上由最佳周向槽轴向位置s向两侧延伸设置多个相同深度g和宽度w的周向槽，指定相邻槽的间距，改变周向槽数目，并分别进行数值模拟，比较周向槽的不同数目对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的周向槽数目n作为最佳周向槽数目；

步骤6：设定径向肋条的形状为动叶叶顶型面在径向的延伸，固定径向肋条高度，改变径向肋条的宽度，并分别进行数值模拟，比较径向肋条的不同宽度对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的径向肋条宽度b作为最佳肋条宽度；

步骤7：固定最佳径向肋条宽度b，改变径向肋条高度，并分别进行数值模拟，比较径向肋条的不同高度对动叶级整级效率的影响，选取使动叶级整级效率最大的径向肋条高度h作为最佳径向肋条高度；

步骤8：固定最佳径向肋条高度h，将径向肋条在动叶叶尖形成的凹槽形状参数化为四个参数，分别为凹槽侧壁距动叶叶片前缘的距离A、凹槽结构前缘宽度B、凹槽侧壁距动叶叶片尾缘的距离C、凹槽结构尾缘宽度D，应用均匀设计法对这四个参数进行优化设计，通过数值模拟，比较径向肋条形状对动叶级整级效率的影响，综合考虑，选取使动叶级整级效率最大的参数A、B、CD的组合作为最佳参数组合，从而获得径向肋条的形状；

步骤9：径向肋条会在动叶叶顶形成一个凹腔结构，在流体流过凹腔结构时，会卷起产生的凹腔漩涡，一方面消耗间隙流体的动能，一方面对凹腔结构上方间隙流体形成射流阻碍效应，阻碍气流越过动叶叶顶进入吸力面侧的流动，削弱了动叶叶尖间隙泄漏流，减小隙泄漏流造成的损失并提高了涡轮效率；同时在流体流过与动叶叶顶毗邻的机匣上做周向的凹槽时，会卷起产生的凹槽漩涡，也会阻碍气流越过动叶叶顶进入吸力面侧的流动，导致机匣通道涡和刮削涡的强度则被明显削弱，转子通道内的流动损失降低。

2.根据权利要求1所述的一种耦合径向肋条和周向槽的涡轮叶顶间隙流控制方法，其特征在于，所述径向肋条的最佳高度h不高于的动叶叶高的10％。

3.根据权利要求1所述的一种耦合径向肋条和周向槽的涡轮叶顶间隙流控制方法，其特征在于，所述最佳周向槽宽度w设置在动叶叶片的径向弦长2％～30％范围内。

4.根据权利要求1所述的一种耦合径向肋条和周向槽的涡轮叶顶间隙流控制方法，其特征在于，所述径向肋条在动叶叶顶形成的凹槽的面积不超过动叶叶顶型面总面积的90％，不少于动叶叶顶型面总面积的10％。

5.根据权利要求1所述的一种耦合径向肋条和周向槽的涡轮叶顶间隙流控制方法，其特征在于，所述周向槽深度g设置在动叶叶片的轴向弦长2％～8％范围内。

6.根据权利要求1所述的一种耦合径向肋条和周向槽的涡轮叶顶间隙流控制方法，其特征在于，所述周向槽的轴向位置s设置范围为动叶叶片的轴向弦长-20％～120％。

7.根据权利要求1所述的一种耦合径向肋条和周向槽的涡轮叶顶间隙流控制方法，其特征在于，所述n个周向槽的宽度叠加不超过动叶叶片的轴向弦长50％。

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