大焓降动叶设计思想低速静态实验验证

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1、第55卷第2期汽轮机技术Vol_55No．22013年4月TURBINETECHNOLOGYApr．2013大焓降动叶设计思想的低速静态实验验证石玉文1，，顾忠华，韩万龙，韩万金(1哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001；2哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046)摘要：在哈工大推进理论与技术研究所的静态低速风洞上，采用扇形叶栅试验模型，验证了应用于高中压缸的大焓降动叶的设计思想。试验结果表明，伴随几何折转角的增加，从叶根至叶顶采用由后加载向前加载逐渐过渡的具有“鱼头”型前缘的叶型，提高了动叶对气流冲角和沿叶高负荷变

2、化的适应性，降低了轮毂区的横向二次流损失。大焓降动叶和传统设计动叶相比，前者的几何折转角高于后者，但在相同的实验条件下两者的气动性能相当。关键词：大焓降动叶；前加载；后加载；鱼头型前缘分类号：TM621．4文献标识码：A文章编号：1001-5884(2013)02-0100-05Low--speedStaticExperimentalVerificationonHigh—·loadingTurbineRotorDesignIdeaSHIYu．wen，，GUZhong．hua，HANWan．1ong，HANWan．jin(1Schoolo

3、fEnergyScienceandEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China；2HarbinTurbineCompanyLtd。Harbin150001．China)Abstract：ThedesignideaofHarbinTurbineCompanyLtd．forhighandintermediatepressurecylinderhigh—loadingrotorwasinvestigatedusingthemodelofsectorturbinecasca

4、desexperimentsthroughthestaticlow—speedwindtunneltesttechniquesinHIT．Theturbinerotorwiththeleadingedgeusinglike“fishhead”shape，adoptsagradualchangingloadingmethodbasedonaft—loadedbladeprofileinhubandfore·loadedbladeprofileintip．Theresultsshowedthatwiththeincreaseofaerofo

5、ilturningan~es，adaptabilityofincidenceaneandloadingchangeforthemovingbladehadbeenimproved，andtransversesecondaryflowinhubareawasreduced．Comparedwithrotorwithtraditionaldesignmethod，aerofoilturninganglesofhigh—loadingrotorisbigger，buttheiraerodynamicperformanceissimilarin

6、thesameexperimentconditions．Keywords：higll-loadingrotor；fore-loaded；aft-loaded；“fishhead”leadingedge同行对高负荷叶片的研究成果，以提高冲角适应性和降低二0前言次流损失为目标，采用沿叶高变加载型式的叶型并与类似“鱼头”型前缘相匹配，设计出应用于大功率凝汽式汽轮机高众所周知，采用大焓降级能够有效地降低汽轮机的级数中压缸的大焓降动叶。为了验证此种动叶是否达到预期的和叶列的叶片数，降低贵重金属消耗和加工量，从而大幅度气动特性，在相同的实验条件下，

7、在低速风洞上与常规设计缩减汽轮机的建造成本0。静、动叶是大焓降级的两大部的动叶进行了类比吹风实验。结果表明，大焓降动叶具有优件，从能量转换的角度看，动叶在级中所起的作用至关重要，良的气动特性。无论所需原材料还是加工费用都较静叶昂贵，因此研究大焓降动叶的设计思想具有更大的价值。1实验模型及实验方法通常在航空发动机中，认为负荷系数大于1．15为高负荷J。对于汽轮机无统一认识，一般认为负荷系数大于0．75实验模型为拟应用于600MW四缸四排汽亚临界凝汽式就具有高负荷特点J。在高和超高气动负荷下，如何降低吸汽轮机高中压缸通流部分改型设计的大焓降

8、动叶片。根据力面分离流和端区横向二次流产生的高损失是叶片设计的测试技术，被测叶栅的最小尺寸，即喉宽应大于测针插入部关键。国内外同行展开了对高和超高负荷叶片设计方法的分最大尺寸的4～5倍。本试验用五孔球头测针