多级轴流透平通流三维气动优化研究.pdf

《多级轴流透平通流三维气动优化研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第43卷第1期Vo1．43No．12014年3月Mar．2014多级轴流透平通流三维号动优化砜究韩悦，林智荣，袁新(清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室，北京100084)摘要：燃气轮机单机功率的增大使得透平级负荷不断增加，从而对通流部分的气动造型提出了更高的要求。采用包括弯叶片和非轴对称端壁的三维通流造型系统对某两级高压透平进行了优化设计研究。优化结果表明，使用弯叶片或非轴对称端壁造型，能够改善流道内部压力分布，抑制二次流的发展，提高透平效率，分别使透平整机绝热效率提高0．37％和0．17％；而同时采用二者进行联合优化时，整机绝热效率提高了0．48％。关键词：非轴对称端壁；弯

2、叶片；优化设计；轴流透平中图分类号：TK472文献标识码：A文章编号：1672．5549(2014)01．0017—06StudyofThree．DimensionalAerodynamicOptimizationofMulti．．StageAxia1．．FlowTurbineFlowPathHANYue，LINZhi-rong，YUANXin(KeyLaboratoryforThermalScienceandPowerEngineeringofMinistryofEducationTsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Wi

3、ththeincreaseofthegasturbinepowerload，abetterperformanceoftheturbineissupposedtobedeeplystudied．Anoptimizationsystem，usinga3-Dreconstructiontechnique，hasbeendevelopedforatwo—stagehighpressureturbine．Threecaseshavebeenstudied：bowedblade，non—axisymmetricendwMlandcombinationofboth．Itisillustrated

4、thattheoptimalresultsofthefirsttwocasescanmaketheisentropiccefficiencyincreaseby0．37％and0．17％respectively．Andthethirdcase(combiningthetwomethods)improvestheefficiencyby0．48％，whichshowsouroptimizationsystemperformancewellintheturbinedesign，foritcanimprovethepressuredistributionofinternalchannel

5、andinhibitthedevelopmentofsecondaryflow，thusincreasingtheturbineefficiency．Keywords：non—axisymmetricendwall；bowedblade；optimizationdesign；axial—flowturbine随着压气机压比的不断增加，燃气透平进口本文重点针对某两级高压燃气透平中的两排静叶温度的不断提高，对燃气透平的设计提出了更高栅进行了三维通流造型气动优化设计研究，结果的要求。为了提高燃气透平的做功能力、降低流表明，透平进行非轴对称端壁与弯叶片联合优化，动损失，需要对通流部分的三维

6、气动造型进行更可以改善流道中压力分布，减小二次流损失，改善细致的优化设计。国内外专家学者都对其进行了涡结构，提高透平性能。深入研究，通过合理匹配不同形式的积叠线和构造非轴对称端壁造型来降低通道涡损失，抑制叶1三维粘性气动优化设计平台简介栅通道中二次流涡系的发展，在叶顶间隙流和通道涡的相互作用下减小叶栅的周向压差，降低沿基于商业软件iSIGHT构建的三维粘性气动整个叶栅流道内的总压损失系数，以提高叶栅出优化设计平台系统参见图1。其中主要包括以下El流场的均匀性，减小二次流损失¨。三部分：作者所在研究团队在参数化几何造型及三维三维叶栅通流参数化几何造型系统：利用气动优化等方面也进行了大

7、量有益的尝试剖。NURBS等参数化几何造型方法，提取出能够描述收稿日期：2013—10—11修订日期：2014—01—07作者简介：韩悦(1989一)，女，清华大学硕士生，主要从事燃气透平通流部分优化设计。本论文获得2013年中国动力工程学会透平专委会学术研讨会优秀论文奖。IIII固第1期多级轴流透平通流三维气动优化研究叶片和端壁的设计变量。[VIJF叶栅通流造型气动性能评价系统：利用CFDE一8O软件NUMECA的IGG网格自动生成模块生成对应网格，并使用FINE计