船用燃气轮机预旋系统增压设计及仿真

作     者：李于来 李东明 刘宇 刘言明 LI Yu-laig;LI Dong-mingg;LIU Yug;LIU Yan-ming

作者机构：中国船舶集团有限公司第七○三研究所黑龙江哈尔滨150078 船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心-燃气轮机研发与检测实验室黑龙江哈尔滨150078 

出 版 物：《热能动力工程》 (Journal of Engineering for Thermal Energy and Power)

年 卷 期：2023年第38卷第12期

页      面：149-155页

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金“叶企孙”科学基金(U2241251) 

主　　题：燃气轮机 预旋系统 增压设计 涡轮冷却 

摘      要：为了提高船用燃气轮机进口燃气压力和温度,涡轮冷却空气应当具备更大的压力来满足叶片表面气膜冷却的需求。本文优化现有的预旋系统,通过在供气孔入口布置增压叶轮,减少气流经预旋喷嘴射入盘腔和经盘腔进入供气孔的突扩损失。运用数值计算的方法对预旋系统模型进行研究,所采用的计算模型和冷吹实验与1.0设计工况数据对比具有较好的精度。研究表明:增压预旋系统和常用预旋系统具有相似的流场结构,但预旋腔内形成的涡更小,有效抑制了气流在腔内的总压损失;在增压叶轮和结构改进的作用下,冷气相对总压提高2.90%,绝对总压提高4.59%,同时增压所产生的温升变化较小,提高了冷却空气的冷却能力。