一种燃气轮机进气装置的设计分析方法，属于燃气轮机技术领域。本发明专利技术采用计算机仿真技术，对进气装置的某个局部、某个截面的工况进行精确仿真分析。步骤一：建立模型；首先，进行初步设计二维视图，在确定了二维视图各部位尺寸的情况下，对需要进行计算和分析的部位进行ANSYS三维建模；按照分析对象的具体技术要求、需分析和计算的精度要求进行分析对象的有限元划分，使得计算机能够利用足够的资源对每个单元进行分析和计算；步骤二：进行加载分析；步骤A：强度及线性屈曲分析；计算结果包括应力分布、位移分布及载荷因子；步骤B：流场分析；分析系统的静压、总压及速度流线，并分别得出典型截面的速度矢量分布图、静压云图和总压云图。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃气轮机
，特别是涉及。该方法主要应用于燃气轮机地面专用试车台及燃气轮机发电机组建设，为燃气轮机应用的必备设备。
技术介绍
目前，在未使用计算机仿真技术的情况下，现有的燃气轮机进气装置的设计是通过手工简略并依靠经验进行计算；因此，有很大的局限性。比如在较为复杂的部件、流道、管路等进行手工的强度、刚度、流场、热工分析，就存在着工作量巨大、结论正确与否及误差大小的问题。试车台的设备有试车台专用设备和燃气轮机自带设备两类。进气装置是试车台非常重要的设备，其主要作用是提供给燃气轮机清洁、干净、稳定的空气；其研制的成功与否关系到燃气轮机是否能够正确出功及各测量点数值的准确性。因此，采用目前先进的ANSYS 软件对其进行模拟流场分析、模拟流阻分析、结构分析及各测点位置的正确设置是必须的。ANSYS软件是融结构力学、流体力学、热力学、电磁学、电路学、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，因此，它可广泛应用于航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁工程、建筑工程、水利工程、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械、日用家电等。软件主要包括前处理模块、分析计算模块及后处理模块。经验丰富的设计师、分析师可以根据假设，通过计算机模型的有限元分析和计算机流体动力学分析，使得对设计的控制更加精确。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种采用计算机仿真技术，可以对进气装置的某个局部、某个截面的工况进行精确仿真分析的燃气轮机进气装置的设计分析方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，，包括如下步骤步骤一建立模型；首先，进行初步设计二维视图，在确定了二维视图各部位尺寸的情况下，对需要进行计算和分析的部位进行ANSYS三维建模；按照分析对象的具体技术要求、需分析和计算的精度要求进行分析对象的有限元划分，使得计算机能够利用足够的资源对每个单元进行分析和计算；步骤二进行加载分析；步骤A 强度及线性屈曲分析；对系统支撑分析，使用梁单元和壳单元建立计算模型，计算结果包括应力分布、位移分布及载荷因子；步骤B:流场分析；分析系统的静压、总压及速度流线，并分别得出典型截面的速度矢量分布图、静压云图和总压云图。本专利技术的有益效果本专利技术的设计分析方法通过计算机建模分析、仿真计算，对燃气轮机进气装置重要的局部、截面进行精确分析和设计验算；可以对进气装置的某个局部、某个截面的工况进行精确仿真分析，对总体的结构设计有重大的作用。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的燃气轮机进气装置的结构示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是图1的C-C剖视图；图4是图1的B-B剖视图；图5是工况101的应力分布图；图6是工况102的应力分布图；图7是工况103的应力分布图；图8是工况101支架的应力分布图；图9是工况102支架的应力分布图；图10是工况103支架的应力分布图；图11是工况101的位移分布图；图12是工况102的位移分布图；图13是工况103的位移分布图；图14是工况101的载荷因子图；图15是工况102的载荷因子图；图16是工况103的载荷因子图；图17是进气装置出口处的网格细化图；图18是进气装置出口处的网格细化图；图19是进气装置出口处的网格细化图；图20是进气装置出口处的网格细化图；图21是进气蜗壳总压云图；图22是局部总压云图；图23是进气蜗壳速度矢量图；图M是局部速度矢量图；图25是进气蜗壳流线图；图沈是局部流线图；图27是整体有限元模型图；图28是支架有限元模型图；其中，1-进气蜗壳底座，2-进气蜗壳，3-接口软连接，4-进气弯头，5-进气直段， 6-结构钢架，7-进气导流罩，8-进气过滤罩。具体实施例方式实施例1 ，包括如下步骤步骤一建立模型；首先，进行初步设计二维视图，在确定了二维视图各部位尺寸的情况下，对需要进行计算和分析的部位进行ANSYS三维建模；按照分析对象的具体技术要求、需分析和计算的精度要求等情况进行分析对象的有限元划分，使得计算机能够利用足够的资源对每个单元进行分析和计算；结构分析及工作过程燃气轮机试车台进气装置包括进气过滤罩、进气导流罩、进气直段、进气弯头、接口软连接、进气蜗壳、进气蜗壳底座及结构钢架等，如图1 图4所示。空气依次经过进气过滤罩、进气导流罩、进气直段、进气弯头、接口软连接，进入进气蜗壳(见图1中箭头指示)。在进气蜗壳内，气流方向由径向变为轴向进入燃气轮机进气机匣。燃气轮机进气对温度、流量、压力损失、过滤精度等参数的技术要求较高，这些参数直接影响到进气质量，影响到燃气轮机的出功。因此，对参数的计算要高度重视。1、进气过滤罩进气过滤罩设置在进气装置的进气口处，通过Φ8πιπι不锈钢圆钢组成半圆的进气过滤罩骨架，以增大有效的进气面积。进气过滤罩骨架上铺设有网孔大小为5mmX5mm的尼龙网，以保证进入进气道的气体满足燃机试车时的进气要求。尼龙网通过螺栓及压板连接在进气过滤罩的法兰上；进气过滤罩的重量约为56kg。2、进气导流罩进气导流罩设置为扩张形式，以减小进气口的流阻。进气导流罩外板为4. Omm的 lCrl3不锈钢板；进气导流罩的重量约为12^g。3、进气直段进气直段外板为4. Omm的lCrl3不锈钢板，外板铺设角钢加强筋，以保证板面的平整。进气直段的截面积约为2.0m2，进气道中气体流速约为12.0m/s。在设置在中间的进气直段的上下两面上分别设置有四个测流量接口 ；进气直段的重量约为7(^kg。4、进气弯头进气弯头外板为4. Omm的lCrl3不锈钢板，外板铺设角钢加强筋，以保证板面平整度，在进气弯头的两侧设置有支座，以便支撑在结构钢架上；进气弯头与结构钢架通过螺栓连接固定。进气弯头内径设置为1022mm，与进气直段截面宽度尺寸相同，这样可以很好的保证燃机进口截面处的流场均勻度；进气弯头的重量约为72mcg。5、进气蜗壳进气蜗壳设置为整体结构，外板为5. Omm的lCrl3不锈钢板。外板上设置厚板来保证板面的平整度及防止燃机运行时板面震动。进气蜗壳与燃机进气口通过软连接的方式连接。进气蜗壳侧面设置有检修门，检修门净口尺寸为600mmX1000mm(宽X高)。检修门通过活节螺栓与进气蜗壳连接，以保证检修门开关方便。检修门与蜗壳间铺设有4. Omm 的氯丁橡胶垫以保证检修门的密封性，在进气蜗壳内部两侧壁面上部设置有四个照明灯挂钩。检修时，可将手持照明灯挂在照明灯挂钩上。进气蜗壳两侧分别设置有两处温度检测口及四处总压检测口。步骤二 进行加载分析；步骤A 强度及线性屈曲分析；对进气系统(主要由H型钢、工字钢、角钢和钢板组成)支撑分析，使用梁单元和壳单元建立计算模型，计算结果包括应力分布、位移分布及载荷因子；a)模型的几何参数在ANSYS环境根据二维图纸建立三维几何实体模型；b)计算模型对三维模型划分网格，建立有限元分析模型，整体有限元模型见图27，支架有限元模型见图观。进气采用壳单元，型钢支撑梁采用梁单元。c)设置材料属性材料标准GB/T700-2006。Q235材料参数，见表1表1材料属性权利要求1. ，其特征在于，包括如下步骤步骤一建立模型；首先，进行初步设计二维视图，在确定了二维视图各部位尺寸的情况下，对需要进行计算和分析的部位进行ANSYS三维建模；按照分析对象的具体技本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种燃气轮机进气装置的设计分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：建立模型；首先，进行初步设计二维视图，在确定了二维视图各部位尺寸的情况下，对需要进行计算和分析的部位进行ＡＮＳＹＳ三维建模；按照分析对象的具体技术要求、需分析和计算的精度要求进行分析对象的有限元划分，使得计算机能够利用足够的资源对每个单元进行分析和计算；步骤二：进行加载分析；步骤Ａ：强度及线性屈曲分析；对系统支撑分析，使用梁单元和壳单元建立计算模型，计算结果包括应力分布、位移分布及载荷因子；步骤Ｂ：流场分析；分析系统的静压、总压及速度流线，并分别得出典型截面的速度矢量分布图、静压云图和总压云图。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔军，王雪芹，李静，李旭，
申请(专利权)人：沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：89
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