单级低压涡轮气动设计方法研究_张培(4)

数外,沿轴向弦长的标准化载荷分布曲线和叶型周向厚度分布曲线,是两个需要设置的核心参数。当前实例中,导叶和动叶的所有叶型,均使用同一个标准化载荷分布曲线。导叶中所有叶型使用图9中虚线表示的厚度分布曲线,而动叶叶型采用实线表示的厚度分布。最后,叶片采用等弦长设计准则,

导叶采用前缘积叠方式。

图11 流道收敛验证

2)改进了轴流涡轮平面叶栅反设计方法,提出了新的前、后倒圆设计方法,消除了低能阻塞区,并利用上述反设计方法得到了单级涡轮环向叶栅;

图8

标准化载荷分布

3)在插值生成环量分布曲线和生成叶栅倒圆过程中,NURBS曲线得到了运用,体现了良好的属性。参考文献:

[1] TKorakianitis.PrescribedCurvatureDistributionAirfoilsforthe

PreliminaryGeometricDesignofAxialTurbomachineryCascades[J].JournalofTurbomachinery,April1993,115:325-333.[2] LJPritchard.AnElevenParameterAxialTurbineAirfoilGeometry

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[3] BentPhillipsen.ASimpleInverseCascadeDesignMethod[C].

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[4] VinhHaiNgo.TheDesignandPerformancePredictionofAxial

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[5] TEDorman,HWelna,RWLindlau.fTheApplicationofCon-trolled-VortexAerodynamicstoAdvancedAxialFlowTurbines[J].JournalofEngineeringforPower,July1968.

[6] JCSchlege,lHCLiu,WFWaterman.ReductionofEnd-Wall

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JournalofEngineeringforPower,

January

CarletonUniversity

图9

叶型厚度分布

图10 单级涡轮气动外形

[作者简介]

图10给出了单级涡轮最终的气动外形。在涡轮叶片初始外形被设计出来后,叶栅通道收敛检验是非常重要一个环节,因此作者编写了流道收敛检验程序。在涡轮设计过程中,叶根处的叶栅通道经常出现扩张的现象,因此作者特别给出了导叶和动叶叶根处平面叶栅流道收敛检验的结果,如图11所示,效果良好。

张 培(1983-),男(汉族),河南商丘人,西北工

业大学在读硕士,主要研究领域为轴流涡轮气动设计;

楚武利(1962-),男(汉族),陕西蓝田人,西北工

业大学教授、博士研究生导师,主要研究领域为叶轮

机械气动热力学;

吴艳辉(1972-),女(汉族),新疆伊犁人,西北工业大学副教授、硕

6 结论

1)将通流设计中的可控涡设计思想运用到了单级涡轮气动设计,使得叶片根部叶栅通道取得了良好的收敛效果

;

士研究生导师,主要研究领域为叶轮机械气动热力学;

张 扬(1986-),男(汉族),江西鹰潭人,西北工业大学在读学士,

主要研究领域为航空宇航。

)