鹽霧腐蝕對壓氣機性能影響的研究.pdf

1、壓氣機是燃氣輪機的三大主要部件之一。它的功用是消耗機械功率提高流過它的空氣的壓力,供給燃燒室以符合技術(shù)要求的壓縮空氣。壓氣機性能的優(yōu)劣直接影響燃氣輪機的功率、工作穩(wěn)定性、耗油率和工作可靠性等。由于艦船和艦載機長期在海洋環(huán)境中服役,壓氣機是大氣流經(jīng)燃氣輪機的主要通道,所以壓氣機的葉片等關(guān)鍵部件直接受到高速、高壓、潮濕的海洋大氣的沖刷和腐蝕,其中由腐蝕造成的損傷與失效尤為突出。壓氣機的關(guān)鍵部件的腐蝕損傷與失效,已經(jīng)成為燃氣輪機的多發(fā)性和危險

2、性故障,不僅嚴重影響了燃氣輪機的性能、壽命及可靠性,而且大幅度增加了維修費用。因此研究鹽霧腐蝕對壓氣機性能的影響將為設(shè)計、制造和使用高性能壓氣機提供理論依據(jù)。
　　本文以一種1.5級壓氣機為研究對象,采用數(shù)值模擬和試驗相結(jié)合的方法,對葉片腐蝕和葉頂間隙增大對壓氣機性能和流場的影響進行了分析和研究,主要進行以下幾個方面的工作:
　　1.模型的驗證。對腐蝕前的壓氣機進行數(shù)值模擬,得到壓氣機在額定工況點的性能參數(shù),然后與實驗值進行

3、比較,驗證模型和數(shù)值模擬方法的有效性。
　　2.介紹模擬葉片腐蝕的兩種方法。本文采用兩種方法來模擬葉片腐蝕情況,即增加葉片表面粗糙度的方法和改變?nèi)~片型線的方法,對兩種方法進行的詳細的介紹。
　　3.對葉片腐蝕情況進行數(shù)值模擬。對該型壓氣機在四種不同轉(zhuǎn)速(100％轉(zhuǎn)速、90%轉(zhuǎn)速、80%轉(zhuǎn)速、70%轉(zhuǎn)速)條件下進行了數(shù)值模擬,分別得出葉片腐蝕前后壓氣機性能參數(shù)的變化情況,繪制不同情況下的壓氣機特性曲線,分析不同條件下壓氣機內(nèi)部

4、流場變化情況,并對兩種模擬方法進行了比較。
　　4.對葉頂間隙增大的情況進行數(shù)值模擬。對壓氣機葉頂間隙為1%弦長、2%弦長和3%弦長三種間隙下進行數(shù)值模擬,得到了在不同轉(zhuǎn)速(100%轉(zhuǎn)速、90%轉(zhuǎn)速、80%轉(zhuǎn)速、70%轉(zhuǎn)速)條件下壓氣機的特性曲線和性能參數(shù)變化情況,對葉頂間隙泄漏渦產(chǎn)生的原因和影響及其位置分布進行了分析。
　　5.對葉片試樣進行鹽霧腐蝕試驗。測得在不同腐蝕時間內(nèi)葉片表面粗糙度的大小,利用數(shù)值模擬方法計算出在不