大焓降静叶片设计思想低速实验验证

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1、第55卷第1期汽轮机技术Vo1．55No．12013年2月TURBINETECHNOLOGYFeb：2013大焓降静叶片设计思想的低速实验验证石玉文，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：在低速风洞上，采用扇形叶栅试验模型，试验验证了哈汽公司低展弦比大焓降静叶片的设计思想。试验结果表明，哈汽公司的设计理念是：沿全叶高采用类似“鱼头”的流线型叶型前缘，在不存在横向二次流动的叶展中部采用前加载叶型，在横向二次流强烈的叶栅两端采用后加载叶型，同时将两

2、类叶型沿叶高采用尾缘正弯积迭。这样设计得到的大焓降静叶片气动性能优良，沿轴向流动损失呈直线型均匀增长，并对气流冲角有较强的适应性。关键词：大焓降静叶低展弦比；正弯积迭；前加载；后加载分类号：TM621．4文献标识码：A文章编号：1001-5884(2013)01-0027-04Low—speedExperimentalVerificationonHigh—loadingTurbineBladeDesignIdeaSHIYu-wen，GUZhong—hua，HANWan—long，HANWan-jin(1HarbinInstituteofTe

3、chnology，Harbin150001，China；2HarbinSteamTurbineFactoryLimitedLiabilityCompany，Harbin150046，China)Abstract：Thedesignideaforlowaspectratiohigh-loadingstatorbladeofHarbinsteamturbinecompanywasinvestigatedusingthesectorturbinecascadesexperimentsthroughthelow—speedwindtunneltes

4、ttechniques．Thatideawascombinationofthefollowingthoughts：theleadingedgeusinglikefishheadstreamlineshapeinwholebladeheight，themiddlespanwithnotransversesecondaryflowbasedonthefore—loadedbladeprofile，thebothendswithintensivetransversesecondaryflowbasedontheaft—loadedbladepro

5、file，andthetwokindsofturbinebladeprofilestackedalongthepositivelycurvedstackinglineinthetrailingedge．Thetestresultsshowthelarge—enthalpyturbinebladebasedonabovedesignideawithexcellentaerodynamicperformance．Theflowlossalongtheaxialdirectionappearslinear∞nh，andtheturbinecasc

6、adeshasstrongadaptabilityofincidenceangle．Keywords：high-loadings~tor；lowaspectratio；positivelycurved；fore-loaded；aft-loaded试验，对采用大焓降静叶的模型叶栅进行了吹风试验，考核0前言了模型叶栅的冲角特性和沿叶高的加载特性以及在低速下的气动性能。GE公司报道，在保证相同气动负荷条件下，静叶采用大焓降叶片，整圈叶片只数可降低近50％，因此大焓降静叶1试验模型及方法设计是汽轮机行业减少材料消耗、降低加工量的关键技术之一。随着叶

7、片数的下降，叶片气动负荷增加，吸力面边界层试验模型为具有大焓降静叶的环形叶栅。根据测试技流动分离与强烈的端壁二次流，会造成叶片气动性能的严重术，被测叶栅的最小尺寸，即喉宽应大于测针插入部分最大恶化，无法实现高负荷。尺寸的4～5倍。本试验用五孔球头测针头部直径5mm。为欲使叶片在达到高负荷的情况下，保持较高的流动效满足测量要求，将实际叶栅几何相似地放大1．2倍。为了克率，就必须削弱吸力面边界层分离与端壁二次流强度。哈汽服环形叶栅风洞对试验叶栅的尺寸限制，以扇形叶栅代替环公司的设计者认为，通过合理地分布叶片的展向气动负荷能形叶栅做试验，采用足够

8、多的叶片数，并不影响试验结果的够达到上述目的。他们汲取了Howell等对后加载高升力正确性。叶片、Praisner等对前加载高负荷低压涡轮叶片以及王仲大焓降静叶及其叶型分别表示在