先進(jìn)渦輪設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代渦輪向高負(fù)荷方向的發(fā)展，葉柵通道內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)逐步趨于復(fù)雜。葉片高度的增長(zhǎng)，使沿葉高的等功設(shè)計(jì)已經(jīng)不能充分發(fā)揮長(zhǎng)葉片高圓周速度部分的做功能力。同時(shí)加工技術(shù)的發(fā)展使得平面葉柵的外形不再局限于簡(jiǎn)單幾何曲線的組合。先進(jìn)的后部加載葉型與控制環(huán)流設(shè)計(jì)方法的結(jié)合成為了先進(jìn)渦輪設(shè)計(jì)方法的重要研究方向。 首先，本文對(duì)某型燃?xì)廨啓C(jī)低壓渦輪第二級(jí)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，采用自由渦的方法對(duì)渦輪進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。在渦輪設(shè)計(jì)過程中，同時(shí)進(jìn)行了平面葉柵的

2、設(shè)計(jì)，通過對(duì)平面葉柵繪制方法的研究，逐步改進(jìn)葉型繪制方案，最終將均勻分布在拋物線形中弧線兩側(cè)的14個(gè)控制點(diǎn)用兩條高階貝塞爾曲線進(jìn)行連接。通過葉柵平面流場(chǎng)的繞流計(jì)算，確定了葉柵三個(gè)設(shè)計(jì)截面上的葉片型線。在自由渦與后加載葉型相結(jié)合的設(shè)計(jì)中，對(duì)新設(shè)計(jì)與原設(shè)計(jì)進(jìn)行了對(duì)比。通過葉片表面總壓損失系數(shù)，證實(shí)了先進(jìn)葉型在流動(dòng)中可以降低葉型損失。通過對(duì)整體設(shè)計(jì)過程的分析，有針對(duì)性的總結(jié)了自由渦設(shè)計(jì)方法的優(yōu)劣。其次，本文又進(jìn)行了控制渦流設(shè)計(jì)的研究，通過設(shè)計(jì)

3、數(shù)據(jù)的對(duì)比，體現(xiàn)出了控制渦流方法的優(yōu)勢(shì)。即在反動(dòng)度的控制上更趨于等反動(dòng)度設(shè)計(jì)，提高了根部的反動(dòng)度及根部角差，對(duì)改善根部流動(dòng)起到了積極的作用；降低了動(dòng)葉頂部反動(dòng)度，減小了動(dòng)葉頂部的漏氣損失。最后，運(yùn)用可控渦流與先進(jìn)的后加載葉型相結(jié)合的先進(jìn)的渦輪設(shè)計(jì)方法，對(duì)渦輪進(jìn)行了再次的設(shè)計(jì)，通過多個(gè)設(shè)計(jì)方案的對(duì)比，選擇出了反動(dòng)度變化較均勻，動(dòng)葉扭曲程度較小的設(shè)計(jì)方案。并將其與上述方案進(jìn)行了流場(chǎng)及損失的對(duì)比。 本文從自由渦設(shè)計(jì)方法入手，在設(shè)計(jì)方法