高压涡轮动叶叶尖掉块对气动性能及振动的影响

TK05; [目的]高压涡轮损伤条件下运行状态对燃气轮机性能和振动会产生一定影响,而目前准确评估整机是否可以继续服役的手段较为缺乏,为此开展高压涡轮动叶叶尖凹槽磨损掉块对气动性能及振动变形的影响研究.[方法]采用三维数值仿真方法,以原动叶完整叶尖凹槽结构为基准,通过仿真分析了5种不同叶尖凹槽掉块形状对高压涡轮典型气动性能及动叶振动特性的影响规律.[结果]动叶叶尖凹槽叶盆侧掉块,叶背侧掉块,尾缘掉块,叶盆和尾缘同时掉块,叶盆、叶背和尾缘同时掉块,分别造成高压涡轮效率下降0.44%、1.6%、0.03%、0.67%、3.2%;不同动叶叶尖凹槽形状对动叶的振动变形影响较小,尾缘掉块会减小动叶的变形....

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Published in发电技术 Vol. 45; no. 5; pp. 856 - 867
Main Authors 赵明阳, 殷林林, 韦文涛, 陈云, 刘日晨, 李军
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国航发沈阳发动机研究所,辽宁省 沈阳市 110015%西安交通大学能源与动力工程学院,陕西省 西安市 710049 01.10.2024
Subjects
gas turbine
燃气轮机
动叶叶尖
振动响应
vibration response
leakage flow
高压涡轮
rotor tip
间隙泄漏
high pressure turbine
numerical simulation
数值仿真
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ISSN2096-4528
DOI10.12096/j.2096-4528.pgt.24094

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Summary:TK05; [目的]高压涡轮损伤条件下运行状态对燃气轮机性能和振动会产生一定影响,而目前准确评估整机是否可以继续服役的手段较为缺乏,为此开展高压涡轮动叶叶尖凹槽磨损掉块对气动性能及振动变形的影响研究.[方法]采用三维数值仿真方法,以原动叶完整叶尖凹槽结构为基准,通过仿真分析了5种不同叶尖凹槽掉块形状对高压涡轮典型气动性能及动叶振动特性的影响规律.[结果]动叶叶尖凹槽叶盆侧掉块,叶背侧掉块,尾缘掉块,叶盆和尾缘同时掉块,叶盆、叶背和尾缘同时掉块,分别造成高压涡轮效率下降0.44%、1.6%、0.03%、0.67%、3.2%;不同动叶叶尖凹槽形状对动叶的振动变形影响较小,尾缘掉块会减小动叶的变形.[结论]综合气动性能及振动变形的影响分析,对于动叶叶尖凹槽的叶盆掉块、尾缘掉块或两者同时掉块的叶片可以继续使用,而对于叶背掉块及盆背侧和尾缘同时掉块的叶片建议不再使用.
ISSN:2096-4528
DOI:10.12096/j.2096-4528.pgt.24094