一种前缘和尾缘的变几何涡轮级仿生叶片及其成型方法技术

技术编号:42184554 阅读:14 留言:0更新日期:2024-07-30 18:37
本发明专利技术提出了一种前缘和尾缘的变几何涡轮级仿生叶片及其成型方法,属于船用燃气轮机部件设计技术领域。解决了现有舰船燃气轮机涡轮在变工况运行时,叶片攻角变化大和效率低的问题。采用变几何涡轮级叶片,涡轮级导叶和动叶的前缘采用座头鲸鳍的波状结构,而尾缘采用海豹胡须结构,所述叶片的前缘沿叶高呈现正弦起伏,所述叶片尾缘点、尾缘压力侧和吸力侧均沿叶高呈现正弦起伏。它主要应用在舰船用燃气轮机变几何涡轮叶片上。本发明专利技术通过仿座头鲸鳍前缘和仿海豹胡须尾缘结构设计的结合,削弱了涡轮级导叶和动叶在变工况条件下的正负攻角带来的损失,抑制了涡轮级叶片尾迹涡带来的非定常损失,可使变几何涡轮级性能显著提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种仿生叶片及其成型方法,属于船用燃气轮机部件设计。


技术介绍

1、船用燃气轮机在90%以上的工作时间处于部分工况下,非设计工况下运行的热力参数与设计工况下差异大,使得耗油率大幅升高。在船用燃气轮机涡轮的气动设计中采用变几何涡轮技术可使各部件间的匹配关系得到调节和优化,从而提高整个机组的加速、减速特性,以及变工况性能,美国lm1600船用燃气轮机采用电子调节系统来调节涡轮第1级静叶片的安装角,提高了船舶的机动性。罗·罗公司与美国海军合作开发的船舶间冷回热燃气轮机wr-21也采用了变几何涡轮技术。这使其变工况性能曲线变得更加平坦,部分负荷下燃气轮机的性能得到进一步改善;与简单循环lm2500燃气轮机相比能降低约30%~40%的年燃油消耗量,现已成为新一代船舶燃气轮机的象征。

2、可调导叶转动对导叶和动叶的冲角都会产生明显影响。一般情况下,导叶转动对导叶的影响相对较小,但是对动叶得影响较大。可调导叶转动使下游动叶在大冲角范围内运行,大正冲角将造成吸力侧流动分离,使涡轮效率显著下降。因此,在设计叶型时,不仅要考虑设计状态的冲角,而且还要本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种前缘和尾缘的变几何涡轮级仿生叶片,其特征在于:叶片上的前缘采用座头鲸鳍前部的凸起结构,叶片上的尾缘采用海豹胡须的表面起伏结构。

2.根据权利要求1所述的一种前缘和尾缘的变几何涡轮级仿生叶片,其特征在于:前缘通过前缘点沿展向正弦起伏;

3.根据权利要求2所述的一种前缘和尾缘的变几何涡轮级仿生叶片,其特征在于:前缘的幅度小于尾缘的幅度。

4.根据权利要求1所述的一种前缘和尾缘的变几何涡轮级仿生叶片,其特征在于:叶片为导叶或动叶。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的前缘和尾缘的变几何涡轮级仿生叶片的成型方法,其特征在于:包括:

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【技术特征摘要】

1.一种前缘和尾缘的变几何涡轮级仿生叶片,其特征在于:叶片上的前缘采用座头鲸鳍前部的凸起结构,叶片上的尾缘采用海豹胡须的表面起伏结构。

2.根据权利要求1所述的一种前缘和尾缘的变几何涡轮级仿生叶片,其特征在于:前缘通过前缘点沿展向正弦起伏;

3.根据权利要求2所述的一种前缘和尾缘的变几何涡轮级仿生叶片,其特征在于:前缘的幅度小于尾缘的幅度。

4.根据权利要求1所述的一种前缘和尾缘的变几何涡轮级仿生叶片,其特征在于:叶片为导叶或动叶。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的前缘和尾缘的变几何涡轮级仿生叶片的成型方法,其特征在于:包括:

6.根据权利要求5所述的一种前缘和尾缘的变几何涡轮级仿生叶片的成型方法,其特征在于:前缘成型方法包括以下步骤:

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【专利技术属性】
技术研发人员:罗余曦温风波王松涛
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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