微型燃氣輪機系統(tǒng)氣動設(shè)計及變間隙對性能的影響.pdf

1、深入認識和了解微型燃氣輪機的氣動性能和內(nèi)部流動特點對設(shè)計和開發(fā)先進的下一代燃氣輪機具有重要的意義。駐車預(yù)熱微型燃氣輪機系統(tǒng)，是一種分布式能源系統(tǒng)的重要功能轉(zhuǎn)化部件。它可在高溫、極高轉(zhuǎn)速、極小葉高的惡劣工作環(huán)境中，在極小流量下高效工作，承擔(dān)著高效利用熱能發(fā)電的任務(wù)。為了設(shè)計先進的氣動性能匹配的微型離心壓氣機和微型向心透平，本文開展了如下幾何方面的研究工作：
　　采用一維計算和CFturbo三維葉形幾何建模軟件設(shè)計了無葉頂間隙的微型離

2、心壓氣機和微型向心透平葉柵，通過Ansys CFX商業(yè)軟件數(shù)值計算了微型離心壓氣機和微型向心透平流場，評估了葉柵流場的氣動性能，確定了不考慮葉頂間隙時性能匹配的微型離心壓氣機和微型向心透平的設(shè)計方案。
　　為了考核上述初步達標(biāo)的微型離心壓氣機和微型向心透平的設(shè)計方案的強度和材料的安全性，以氣動性能為基礎(chǔ)通過Ansys Workbench軟件平臺的先進固體強度計算軟件Static Structural，分別開展穩(wěn)態(tài)條件下的離心壓氣機

3、和向心渦輪葉片的最大變形和最大等效應(yīng)力計算，評估了滿足氣動設(shè)計要求的葉片的強度性能，通過與許用應(yīng)力的比較，證明了此葉形設(shè)計方案的安全性。
　　在無間隙微型燃氣輪機的氣動性能的基礎(chǔ)上，研究不同葉頂間隙時，泄漏流動對離心壓氣機和向心透平葉柵氣動性能的影響。指出葉頂間隙的泄漏流動對微型離心壓氣機流場的非線性影響，此離心壓氣機流場的質(zhì)量流量、輸入功率和效率隨著間隙的增大存在雙峰值。葉頂間隙的泄漏流動對微型向心透平流場的影響的規(guī)律，為隨著葉