分析涡轮动叶变冲角气动负荷试验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第53卷第6期汽轮机技术V01．53No．62011年12月TURBINETECHNOL0GYDec．201l涡轮动叶变冲角气动负荷试验研究鞠凤鸣，韩万金(1哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150040；2哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨，150001)摘要：在环形涡轮叶栅低速风洞上，对某型采用后部加载及正弯曲设计的高负荷动叶进行了静态吹风试验。应用五孑L球型测针，详细测量了在3个冲角下由栅前至栅后7个横截面内气流参数沿叶高和节距的分布，同时对各冲角下9个不同叶高截面静压系数也进行了测量。试验结果表明，采用沿叶高改变吸力

2、面最低压力点的后部加载叶型并结合叶片的正弯，能够在保持静压沿叶高分布均匀的条件下，显著降低端部横向压力梯度，增大主流区叶型的气动负荷。关键词：涡轮叶栅；高负荷；正弯叶片；后部加载；试验研究分类号：V211．7文献标识码：A：丈章编号：1001-5884(2011)06-0441-03ExperimentalInvestigationonAerodynamicLoadofaTurbineRotorBladeUnderDifferentIncidencesJUFeng—ming’．HANWan—jin(1HarbinTurbineCompanyLimited，Harbi

3、n150040，China；2EnergyScienceandEngineeringSchool，HarbinInstituteofTechnology，Harbin，150001，China)Abstract：Inalow—speedannularcascadewindtunnel，staticaerodynamictestswereperformedonanaft．1oadedandpositivelycurvedrotorbladecascadewithhighloading．Withtheapplicationoffive—holepinball，thefl

4、owparametersinsevencrosssectionsalongthebladeheightandpitchatthreeincidencesweremeasuredindetailfromthefronttothebackofthebladecascade．Inthemeantime，theprofilestaticpressurecoefficientsalongbladeheightwerealsomeasuredunderthethreeincidences．Theresultsshowedthat，withtheapplicationofthea

5、ft—loadedprofileswithvariableminimumpressurepointsalongbladeheightandthebladepositivecurvingtothedesignofrotorblade，theendwalltransversepressuregradientwasreducedgreatlyandtheaerodynamicloadingonthebladeprofileinmainstreamregionwasincreased，whichnotonlydecreasedthesecondaryloss，butalso

6、enhancedtheloadbearingcapacityofthebladecascade．Keywords：turbinecascade；highloading；positivecurving；aft-loading；experimentalresearch此详细研究高负荷透平内的流动对现代涡轮叶片的设计具0前言有重要意义。目前公开发表的有关高负荷涡轮叶片的文献并不多见。研究高负荷涡轮叶片的设计技术是现代高性能燃气涡文献[6]研究了具有大折转角的高负荷叶片，定性地给出了轮发动机的研究热点之一，在涡轮叶栅的常规设计中，单级叶型损失与气动负荷高低的关系。Kiyos

7、hiS等用CFD对利用的焓降是有限的⋯。为不断提高现代涡轮发动机的做汽轮机高载荷动叶片进行了研究，并进行了根、中、顶3个截功能力，需要大幅增加涡轮进口温度，这样一来，又面临如何面的平面叶栅气动性能试验。结果表明，在不使性能变坏的有效地解决涡轮冷却这一难点。研究指出[2j，如果增加第一情况下，高载荷动叶片可减少叶片只数约14％。除了保持了"fN或者第一级的负荷，能够引起叶列或级有大的温降，这高效率，同时降低了制造成本。文献[8]在低速风洞上对包能减小或者消除下游及本列叶片需要的冷却气体量。因此，括原型和设计的叶型在内的3个高负荷低压涡轮叶型中部为了减少级数，降低金