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最大厚度位置对高亚音轴流压气机叶型设计的影响

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热能动力工程 2022年第1期37卷 65-72页

作者：陶船斯嘉杜鑫丁骏周逊哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 杭州汽轮动力集团有限公司浙江杭州310022

为了在具有不同负荷的压气机叶栅的初始设计过程中选取最大厚度位置,采用数值方法对在不同折转角的高亚音来流条件下对扩压叶栅进行了大量的系统性研究,分析了最大厚度位置、折转角以及稠度3个叶栅几何参数对叶栅变冲角特性以及对最小... 详细信息

为了在具有不同负荷的压气机叶栅的初始设计过程中选取最大厚度位置,采用数值方法对在不同折转角的高亚音来流条件下对扩压叶栅进行了大量的系统性研究,分析了最大厚度位置、折转角以及稠度3个叶栅几何参数对叶栅变冲角特性以及对最小损失冲角下的叶栅气动性能的影响规律。基于大量叶栅样本建立数学模型,用来定量描述最小损失冲角,以及最小损失冲角下的总压损失系数和扩压因子等气动性能参数与叶栅几何参数之间的依变规律;基于该数学模型,绘制了性能参数依变关系图谱,并分析改变最大厚度位置带来的损失收益;给出不同设计条件下最大厚度位置的最优选择图谱,为高负荷叶栅设计提供可靠的叶型参考数据。结果显示最大厚度位置的选择对高负荷扩压叶栅叶型设计来说影响显著,最优的最大厚度位置位于20%~35%相对弦长位置。随着折转角和叶栅扩压程度升高,最优最大厚度位置提前,且带来的损失收益显著提高。

关键词：高亚音压气机叶型设计预测模型

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核电汽轮机高效小焓降叶型设计

汽轮机技术 2022年第2期64卷 90-92页

作者：赵洪羽李宇峰管继伟张玥历雪王义成哈尔滨汽轮机厂有限责任公司哈尔滨150046

从气液两相流出发,设计适用于核电汽轮机的高效小焓降叶型,从一维到准三维及三维层层递进,新设计的叶型速度、载荷分布合理,大幅度地减少叶型损失,降低流动损失,气动效率较为优越,可以显著提升核电机组高压缸的通流效率,降低热耗,提升... 详细信息

从气液两相流出发,设计适用于核电汽轮机的高效小焓降叶型,从一维到准三维及三维层层递进,新设计的叶型速度、载荷分布合理,大幅度地减少叶型损失,降低流动损失,气动效率较为优越,可以显著提升核电机组高压缸的通流效率,降低热耗,提升机组的经济性,具有较好的应用前景和经济价值。

关键词：高效小焓降叶型设计核电汽轮机气动性能

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高负荷涡轮进口导向叶片叶型设计及验证

航空动力学报 2021年第1期36卷 185-192页

作者：张绍文石建成李维陈竞炜潘尚能中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所中小型航空发动机叶轮机械湖南省重点实验室湖南株洲412002

针对涡轮进口导向叶片进口马赫数低、前部负荷小的特点,采用前缘截断思路构建了高负荷涡轮叶型,并采用Pritchard 11参数法进行重构设计。采用数值计算和平面叶栅试验开展了研究和分析。结果表明:高负荷叶型吸力面前缘马赫数显著提升,增... 详细信息

针对涡轮进口导向叶片进口马赫数低、前部负荷小的特点,采用前缘截断思路构建了高负荷涡轮叶型,并采用Pritchard 11参数法进行重构设计。采用数值计算和平面叶栅试验开展了研究和分析。结果表明:高负荷叶型吸力面前缘马赫数显著提升,增加了叶片前部负荷。喉部峰值马赫数基本不变,但位置前移,负荷分布均匀性提高。叶型的马赫数特性和攻角特性表明,高负荷叶型在不同攻角和马赫数下,均能获得较低的总压损失,其中在设计马赫数,叶型负荷提升1倍的情况下,总压损失系数降低2.59%。

关键词：燃气涡轮进口导向叶片(NGV) 高负荷叶型叶型设计气动损失

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超声压气机叶型设计方法

航空学报 2014年第4期35卷 975-985页

作者：邱名周正贵刘龙龙崔翠南京航空航天大学能源与动力工程学院江苏南京210016

在设计超声叶型时,为使得叶栅进口马赫数和气流角等于给定值,提出一种新的叶型参数化方法。该方法以经典唯一进气角计算方法为基础,将超声叶栅的唯一进气角和叶型几何形状关联起来,由进口马赫数和气流角确定吸力面进口段叶型;根据喉部... 详细信息

在设计超声叶型时,为使得叶栅进口马赫数和气流角等于给定值,提出一种新的叶型参数化方法。该方法以经典唯一进气角计算方法为基础,将超声叶栅的唯一进气角和叶型几何形状关联起来,由进口马赫数和气流角确定吸力面进口段叶型;根据喉部面积、前后缘小圆半径、最大挠度和最大厚度等特征参数确定其他部分叶型。用此参数化方法设计了6个超声叶型,并用Fluent对设计结果进行了验证。结果表明,来流马赫数及进气角的设计值与Fluent求解结果基本一致,进气角最大误差仅为0.7°,进口马赫数最大误差仅为0.01;并且实现了多激波增压和减小激波损失等效果。

关键词：超声叶栅压气机叶型设计唯一进气角叶型参数化 C形叶型 S形叶型

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重型燃气轮机压气机高雷诺数前转捩叶型设计

航空动力学报 2013年第10期28卷 2309-2315页

作者：阙晓斌蒋洪德清华大学热能工程系北京100084

针对重型燃气轮机压气机雷诺数高而导致的转捩位置前移,开发了一种比可控扩散叶型(CDA)损失更小、工作范围更宽的前转捩叶型.采用正问题优化设计方法,将叶型几何参数化、叶片到叶片流场分析与遗传算法相结合,实现了叶型的自动优化.优化... 详细信息

针对重型燃气轮机压气机雷诺数高而导致的转捩位置前移,开发了一种比可控扩散叶型(CDA)损失更小、工作范围更宽的前转捩叶型.采用正问题优化设计方法,将叶型几何参数化、叶片到叶片流场分析与遗传算法相结合,实现了叶型的自动优化.优化目标综合权衡了叶型损失和攻角范围,为减少优化变量的数目,应用了一种特别的叶型几何模型,将厚度分布与中弧线之间进行了一定的关联.优化得到的前转捩叶型的主要特征是吸力面速度峰值的位置前移至距前缘约10%弦长处,叶型中后部的速度变化更为平缓.最后根据优化结果总结了前转捩叶型的设计规律.

关键词：重型燃气轮机多级压气机叶型设计高雷诺数附面层转捩

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叶型几何设计弱化叶片外表面换热的作用

工程热物理学报 2014年第8期35卷 1508-1512页

作者：高加磊戴韧王真容王蛟上海理工大学能源与动力工程学院 200093 上海电气电站技术研究与发展中心 201612

本文采用γ-Re_θ湍流转捩模型,数值模拟了两组不同叶型的涡轮叶栅表面的表面换热系数。结果证明:1)数值计算正确地预测了转捩发生位置,保证了表面换热系数模拟的可靠性;2)由于叶片型线的差异,叶片表面流动的转捩位置也不同。控制叶片... 详细信息

本文采用γ-Re_θ湍流转捩模型,数值模拟了两组不同叶型的涡轮叶栅表面的表面换热系数。结果证明:1)数值计算正确地预测了转捩发生位置,保证了表面换热系数模拟的可靠性;2)由于叶片型线的差异,叶片表面流动的转捩位置也不同。控制叶片表面边界层流动状态,推迟流动转捩,能够降低叶片热负荷。在相同进、出口气流条件下,选择不同的叶栅造型参数,可以调整所产生的涡轮叶型,从而增强或弱化叶片表面的换热。

关键词：涡轮叶栅边界层转捩表面换热叶型设计数值模拟

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基于NURBS曲线的离心透平叶型设计

热能动力工程 2017年第3期32卷 47-53页

作者：谭鑫郭慧婧李会黄典贵上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

针对离心透平的环列叶栅叶型,采用四段三次NURBS曲线(非均匀有理B样条曲线),分别对前缘圆弧、尾缘圆弧、叶背、叶盆进行参数化表达,环列叶栅叶型的设计自由度为14个,可灵活进行局部调整。采用高精度流场模拟方法,基于优选法,获得气动性... 详细信息

针对离心透平的环列叶栅叶型,采用四段三次NURBS曲线(非均匀有理B样条曲线),分别对前缘圆弧、尾缘圆弧、叶背、叶盆进行参数化表达,环列叶栅叶型的设计自由度为14个,可灵活进行局部调整。采用高精度流场模拟方法,基于优选法,获得气动性能较高的设计参数。结果表明上述方法简单易行,优选出的离心透平级设计工况及变工况气动性能都得到了显著提升,与已有文献相比,单排静叶总压损失系数降低18.85%,整级轮周效率提高4.08%,动叶叶片数也减少17个。

关键词：离心透平叶型设计 NURBS曲线正交优选数值模拟

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大头宽负荷切向进汽叶型设计

东方汽轮机 2022年第4期 6-9页

作者：王姗吴博张晓丹钟主海东方电气集团东方汽轮机有限公司四川德阳618000

文章采用VistaATBlade软件进行大头宽负荷切向进汽叶型的设计,并使用Mises软件进行叶型的特性计算。结果表明,设计的叶型能量损失较小,且攻角适应范围较广。改变叶片尾缘厚度计算叶片特性发现,当尾缘厚度小于等于0.38 mm时,能量损失基... 详细信息

文章采用VistaATBlade软件进行大头宽负荷切向进汽叶型的设计,并使用Mises软件进行叶型的特性计算。结果表明,设计的叶型能量损失较小,且攻角适应范围较广。改变叶片尾缘厚度计算叶片特性发现,当尾缘厚度小于等于0.38 mm时,能量损失基本不变,当尾缘厚度大于0.38 mm时,能量损失系数增大。并且该叶型已经运用到国产某大功率汽轮机中压带有横置导叶结构的进汽室结构中,可作为切向进汽叶型的母型推广应用。

关键词：切向进汽宽负荷叶型设计能量损失系数

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K80—HQ4叶型设计及气动特性分析

热力发电 1993年第3期22卷 17-20,49页

作者：刘东远能源部西安热工研究所

本文介绍了新设计的适用于汽轮机中压缸的宽静叶K80—HQ4,并采用时间相关法解守恒型欧拉方程组,对此叶型的绕流特性进行了分析,计算表明,该叶型气动特性良好,可用于国产200MW汽轮机中压缸13～15级隔板的改进设计。

关键词：蒸汽透平叶型设计气动特性