先進渦輪設計方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代渦輪向高負荷方向的發(fā)展，葉柵通道內的流動狀態(tài)逐步趨于復雜。葉片高度的增長，使沿葉高的等功設計已經(jīng)不能充分發(fā)揮長葉片高圓周速度部分的做功能力。同時加工技術的發(fā)展使得平面葉柵的外形不再局限于簡單幾何曲線的組合。先進的后部加載葉型與控制環(huán)流設計方法的結合成為了先進渦輪設計方法的重要研究方向。 首先，本文對某型燃氣輪機低壓渦輪第二級的設計數(shù)據(jù)進行了分析，采用自由渦的方法對渦輪進行了重新設計。在渦輪設計過程中，同時進行了平面葉柵的

2、設計，通過對平面葉柵繪制方法的研究，逐步改進葉型繪制方案，最終將均勻分布在拋物線形中弧線兩側的14個控制點用兩條高階貝塞爾曲線進行連接。通過葉柵平面流場的繞流計算，確定了葉柵三個設計截面上的葉片型線。在自由渦與后加載葉型相結合的設計中，對新設計與原設計進行了對比。通過葉片表面總壓損失系數(shù)，證實了先進葉型在流動中可以降低葉型損失。通過對整體設計過程的分析，有針對性的總結了自由渦設計方法的優(yōu)劣。其次，本文又進行了控制渦流設計的研究，通過設計

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