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基于S2流面的涡轮叶片设计方法研究

基于S2流面的涡轮叶片设计方法研究

作者：弓升南京航空航天大学

学位级别：硕士

叶片是涡轮最重要的部件之一,良好的叶片设计是涡轮获得高效率和高性能的基础。本文首先应用子午面流线曲率法对设计流道进行分析,然后运用可控涡方法,获得S2m流面几何形状从而对叶片进行造型。最后,通过设计得到的叶身数据文件,利用NUM... 详细信息

叶片是涡轮最重要的部件之一,良好的叶片设计是涡轮获得高效率和高性能的基础。本文首先应用子午面流线曲率法对设计流道进行分析,然后运用可控涡方法,获得S2m流面几何形状从而对叶片进行造型。最后,通过设计得到的叶身数据文件,利用NUMECA软件分析其性能并进行校核。设计计算过程采用C++语言编写程序进行。应用流线曲率法,在叶片排间隙中设置计算站,通过给定各叶片排出口环量分布,可以求得叶片进、出口流动参数以及涡轮级性能参数。在此过程中,可以对环量进行调整直到多级涡轮叶片与流道的匹配达到最佳效果。由子午面几何参数以及环量分布,运用可控涡方法计算获得三维S2m流面及其上气动参数。然后,在S2m流面各截面加载叶片厚度,进而获得压力面、吸力面坐标完成叶片造型。由于在此过程中,同时考虑了几何和气动方面的影响,造型结果优于单纯几何造型。对计算获得的叶身几何数据按照要求格式输出,可直接利用NUMECA计算软件对所设计叶片进行验证分析。本文利用上述设计方法和设计思路,探索了一套切实可行的涡轮叶片设计与验证体系,并应用于三级涡轮叶片的设计计算分析。设计过程表明,在合理给定“可控涡”在流道内分布的情况下,该方法可高效完成涡轮叶片设计。

关键词：涡轮叶片设计流线曲率法 S2m流面可控涡

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吊舱发电用涵道式冲压涡轮优化设计

吊舱发电用涵道式冲压涡轮优化设计

作者：叶国祥南京航空航天大学

学位级别：硕士

在现代电子对抗中,电子吊舱的运用非常广泛。随着电子吊舱耗能的增加,供电的重要性日益突显,吊舱自主发电系统是解决这一难题的有效手段。涵道式冲压涡轮发电系统效率高、发电功率大、气动代偿小,具有很高的应用价值。本文首先提出了一... 详细信息

在现代电子对抗中,电子吊舱的运用非常广泛。随着电子吊舱耗能的增加,供电的重要性日益突显,吊舱自主发电系统是解决这一难题的有效手段。涵道式冲压涡轮发电系统效率高、发电功率大、气动代偿小,具有很高的应用价值。本文首先提出了一种适用于吊舱发电的涵道式冲压涡轮(DRAT)结构,主要包括埋入式进气道、轴流式冲压涡轮、发电机构及控制装置等部件。然后从其气动性能入手,利用数值模拟分别对进气道和冲压涡轮进行了以下研究:(1)确立包含一维设计、S2流面设计在内的冲压涡轮设计方案。在S2流面设计时分别利用可控涡流型和自由涡流型对冲压涡轮进行设计,结果表明可控涡设计可通过减小转静子间隙处的径向压力梯度改善涡轮根部流动性能。(2)建立了包含参数化造型、流场分析及Kriging模型寻优在内的冲压涡轮优化方案。基于Bezier曲线进行叶片造型,利用FLUENT进行流场计算分析,而后利用改造的Krigng模型进行目标寻优,优化后的涡轮在设计状态下等熵效率由原始可控涡设计的91.4%提高到93.1%,输出功率由17.3kw增加到18.6kw。(3)通过对积叠线进行周向变化得到不同形式的倾斜/弯曲静子,探讨积叠线周向变化对本文冲压涡轮流场的影响。(4)利用Bezier曲线构造埋入式进气道内通道,并通过对进气道内外流场的一体分析,考察了型线参数对进气道性能的影响。

关键词：涵道式冲压涡轮埋入式进气道 S2流面可控涡 Kriging模型积叠线

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汽轮机叶片流道二次流控制和弯扭叶片设计

上海汽轮机 1998年第2期 21-24页

作者：林睦仁

论述了以可控涡设计、弯扭叶片成型等技术对叶片通道二次流进行控制的机理、实际运用和效果。

关键词：可控涡弯扭叶片二次流汽轮机

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叶片载荷分布对小流量离心叶轮性能影响研究

风机技术 2016年第5期58卷 19-23页

作者：闻苏平王文博张勇刘长胜郝国帅西安交通大学能源与动力工程学院沈阳鼓风机集团股份有限公司

应用五次Bezier多项式来控制环量沿离心叶轮叶片的子午流线的分布方法,分别设计了将载荷集中于叶片前部、中部及尾部三种载荷分布方式的叶轮,并应用三维数值模拟研究了不同载荷分布方式对小流量系数离心叶轮性能的影响。研究结果表明:... 详细信息

应用五次Bezier多项式来控制环量沿离心叶轮叶片的子午流线的分布方法,分别设计了将载荷集中于叶片前部、中部及尾部三种载荷分布方式的叶轮,并应用三维数值模拟研究了不同载荷分布方式对小流量系数离心叶轮性能的影响。研究结果表明:叶片载荷集中在前部的叶轮性能优于集中在中部及尾部的叶轮,其内部流动损失最小;当将载荷集中在前部时,叶轮效率曲线朝大流量区域移动,将载荷集中在叶片尾部时,叶轮效率曲线会朝小流量区域移动,且载荷集中在叶片前部的叶轮压比高于载荷集中在叶片中部及尾部的叶轮。载荷集中在叶片前部的叶轮熵增最低,其叶轮出口速度比载荷集中于叶片尾部和载荷集中于叶片中部的叶轮出口速度分布更均匀,流动损失更小。

关键词：心叶轮小流量可控涡叶片载荷分布数值研究

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新技术在特大功率烟气轮机上的应用

石油科技论坛 2016年第S1期35卷 228-231,259页

作者：张玉峰任旭阳中国石油集团渤海石油装备制造有限公司兰州石油化工机械厂甘肃省炼化特种装备工程技术研究中心

YL33000A型特大功率烟机为目前国产最大功率产品,研制中针对炼油厂装置处理量、所处海拔及部分流场为超音速等技术难点,基于"可控涡"设计理念,通过相关软件完成的气动流场设计及强度应力分布等计算过程,研制新型陶瓷基耐磨涂层,应用爆... 详细信息

YL33000A型特大功率烟机为目前国产最大功率产品,研制中针对炼油厂装置处理量、所处海拔及部分流场为超音速等技术难点,基于"可控涡"设计理念,通过相关软件完成的气动流场设计及强度应力分布等计算过程,研制新型陶瓷基耐磨涂层,应用爆炸喷涂技术,采用蜂窝密封、空心拉杆螺栓、点火花加工动叶片叶身等新技术、新工艺,进行热态机械运转试验。烟机绝热效率达79%,按标定状态折算功率达32.8MW,年节约电2.365×108k W·h,运行平稳,填补了国内烟机这一级别空白,缩小了与国外同类产品的差距,对类似工况透平设备的研发具有一定借鉴意义。

关键词：特大功率烟气轮机可控涡耐磨涂层蜂窝密封

《300MW火电机组成套技术开发研究》项目技术总结

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电站系统工程 2000年第3期16卷 143-146页

作者：邢世君傅刚白旭哈尔滨电站工程有限责任公司哈尔滨动力设备股份有限公司

总结了哈尔滨《３００ＭＷ火电机组成套技术开发研究》项目的全过程，给出机组的成套技术特性．电　性能试验结果、技术改进措施和技术创新点．

关键词：火电机组自然循环锅炉可控涡技术改进电厂