一种基于三维Smith图的轴流透平叶片设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于三维Smith图的轴流透平叶片设计方法，包括以下步骤：步骤一，针对给定工况进行一维设计得到不同反动度下Smith图，将反动度作为第三个轴，将原有的二维Smith图扩展到三维空间，得到三维Smith图；步骤二，利用叶片的径向反动度分布规律，使用三维Smith图指导设计若干对应反动度的二维叶型，将这些二维叶型沿着重心堆叠从而得到三维叶型；步骤三，对得到三维叶型进行三维数值模拟，重复步骤二直至径向反动度分布满足设计要求，最终得到透平叶。根据本发明专利技术，消除了传统Smith图的部分局限性(只适用于反动度0.5左右工况)，比传统的二维Smith图更加准确，适用范围更广，通过三维数值模拟反复修正，最终得到的三维叶片能获得更好的气动性能。三维叶片能获得更好的气动性能。三维叶片能获得更好的气动性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维Smith图的轴流透平叶片设计方法


[0001]本专利技术涉及动力机械及工程的
，特别涉及一种基于三维Smith图的轴流透平叶片设计方法。

技术介绍

[0002]透平作为一种原动机，能够将流体介质中蕴有的能量转换成机械能，无论是在航空航天还是工业生产中都有广泛的应用。透平性能的优劣直接影响到整个工作系统的稳定性，而影响透平内部流动的因素有很多，如叶片的三维造型、动静部件之间的匹配、工质的热物性、叶轮转速和运行状态等，在诸多因素中，叶片的三维造型是最主要的影响因素之一。随着透平不断向着高功率、高负荷、高通流方向发展，作为透平核心部件的叶片，对其气动性能、冷却性能以及材料性能等方面的要求都越来越高，为高性能重型燃气轮机通流设计带来挑战。
[0003]透平一维设计的主要目的是通过设置气流角或者选取三个无量纲参数流量系数，载荷系数，反动度来确定速度三角形的形状。目前，一维设计中使用较为广泛的方法为“Smith图”，它是由Smith在1965年通过总结70台航空燃气轮机实验数据后提出。设计者可以通过Smith图快速地评估流量系数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维Smith图的轴流透平叶片设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、输入设计参数；S2、针对给定工况进行一维设计得到三维Smith图；S3、使用三维Smith图得到二维叶型，通过二维叶型得到三维叶型；S4、对步骤S3中的三维叶型进行三维数值模拟得到一个新的径向反动度分布规律，重复S3直至径向反动度分布满足设计要求，最终得到透平叶片。2.如权利要求1所述的一种基于三维Smith图的轴流透平叶片设计方法，其特征在于，所述步骤S2中一维设计得到不同反动度下Smith图,将反动度作为第三个轴，将原有的二维Smith图扩展到三维空间，得到三维Smith图。3.如权利要求1所述的一种基于三维Smith图的轴流透平叶片设计方法，其特征在于，所述步骤S3中利用叶片的径向反动度分布规律，使用三维Smith图指导...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乃安，黄典贵，罗丹，李博，杨欢，付亚玮，戚乾刚，崔致斐，王静，许斌，周嘉寅，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：