發(fā)布時(shí)間：2021-01-16 21:31

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,海洋交通運(yùn)輸對(duì)動(dòng)力的經(jīng)濟(jì)性要求更高,船用燃?xì)廨啓C(jī)需要更高推進(jìn)功率,所以大流量、高壓比的壓氣機(jī)設(shè)計(jì)日趨緊俏。但當(dāng)前有很多性能優(yōu)良的壓氣機(jī),仍不能滿足新的需求。以成熟壓氣機(jī)為基礎(chǔ),通過前加級(jí)設(shè)計(jì)來(lái)增加質(zhì)量流量或提高壓比從而得到滿足新要求的壓氣機(jī)可以很大程度上縮短設(shè)計(jì)周期、降低設(shè)計(jì)成本。本文主要提出了跨音速壓氣機(jī)前加級(jí)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法,并且確定了一個(gè)滿足新的燃?xì)廨啓C(jī)要求的多級(jí)軸流壓氣機(jī)前加級(jí)設(shè)計(jì)方案。本文設(shè)計(jì)和研究過程主要基于哈爾濱工程大學(xué)的自動(dòng)氣動(dòng)設(shè)計(jì)平臺(tái),主要包括一維計(jì)算、二維計(jì)算、三維葉片造型和數(shù)值計(jì)算軟件的三維模擬過程。首先通過分析一維特性計(jì)算結(jié)果,討論了前加零級(jí)與原壓氣機(jī)的匹配原理,并考慮了結(jié)構(gòu)限制的約束條件。在此基礎(chǔ)上,通過改變進(jìn)口預(yù)旋來(lái)適應(yīng)長(zhǎng)葉片的載荷分布,研究跨音速零級(jí)的扭曲規(guī)律的影響�？缫羲偃~型設(shè)計(jì)使用自編程序生成,葉型中弧線由齊次多項(xiàng)式曲線定義。為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求需對(duì)跨音速零級(jí)壓氣機(jī)進(jìn)行優(yōu)化,通過研究零級(jí)反動(dòng)度及動(dòng)靜葉展弦比對(duì)零級(jí)性能及整機(jī)性能的影響,選取最優(yōu)展弦比和反動(dòng)度。為了適應(yīng)新壓氣機(jī)非設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下的流場(chǎng)變化,設(shè)計(jì)可轉(zhuǎn)進(jìn)口導(dǎo)葉和四排可轉(zhuǎn)靜葉,并且討論可... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：115 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Taurus70壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)圖

經(jīng)加級(jí)后其壓比為 16；Taurus 70 發(fā)動(dòng)機(jī)的 14 級(jí)軸由 Taurus 60 發(fā)動(dòng)機(jī)的 12 級(jí)軸流壓氣機(jī)通過前加一級(jí)后加一選擇原壓氣機(jī)的最佳效率點(diǎn)作為匹配點(diǎn)，前加級(jí)動(dòng)靜葉采用雙CA65 葉型，動(dòng)葉采用寬弦設(shè)計(jì)，為了適應(yīng)工作條件將前緣增葉的軸向間隙。后一級(jí)是將 Mars 壓氣機(jī)的最后一級(jí)進(jìn)行縮放機(jī)的質(zhì)量流量增加了大約 20%，壓比由 11.2 增加到 16。

增加原機(jī)的內(nèi)外徑將面積增加 12.2%；MS9001FA 和 MS6001FA 的壓氣機(jī)則直7001FA 模化而得到；MS7001EC 推出得比較晚，其壓氣機(jī)只是在 MS7001EA 的加了第零級(jí)；MS9001EC 則直接由 MS7001EC �；O(shè)計(jì)得到[7]。除此之外，GE 公司 LM2500 系列燃機(jī)也是通過加級(jí)設(shè)計(jì)得到，圖 1.3 為該系發(fā)展過程。對(duì) LM2500 進(jìn)行加級(jí)設(shè)計(jì)，將原 16 級(jí)壓氣機(jī)在前面加零級(jí)得到新氣機(jī) LM2500+，使流量提高了 23%，壓比由原來(lái)的 18 提高到 23.3。為了使加達(dá)到最佳，選擇 LM2500 的最佳效率點(diǎn)作為匹配點(diǎn)，確定第零級(jí)壓比為 1.428葉葉型設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)葉型，NACA63 系列葉型，稠度頂部 0.89-根部 1.2，出口線性變化，頂部 18 度，根部-15 度。降低動(dòng)葉頂部和靜葉根部馬赫數(shù)，進(jìn)口導(dǎo)分重要，轉(zhuǎn)角可能接近 60 度�？缫羲偃~型采用類似于 CF6-80C2 的三維定制葉提高了壓氣機(jī)的效率，采用三維設(shè)計(jì)、定制葉型等技術(shù)實(shí)現(xiàn)壓氣機(jī)性能提升，氣機(jī)的多變效率達(dá)到了 91%，達(dá)到了各項(xiàng)指標(biāo)；GE-LM2500+G4 是將 LM250大，使壓比達(dá)到 24[8]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多級(jí)軸流壓氣機(jī)多排可轉(zhuǎn)導(dǎo)/靜葉聯(lián)合調(diào)節(jié)規(guī)律研究[J]. 廖吉香,姜斌,呂從鵬,鄭群,邱毅,王國(guó)強(qiáng).  推進(jìn)技術(shù). 2017(02)
[2]離心式透平的變工況特性研究[J]. 譚鑫,李銀各,林顯巧,黃典貴.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2016(06)
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[5]轉(zhuǎn)子葉尖端壁失速特性試驗(yàn)研究[J]. 馬彩東,李應(yīng)紅,吳云,宗豪華,張志波.  推進(jìn)技術(shù). 2015(05)
[6]中高溫太陽(yáng)能有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)向心透平氣動(dòng)設(shè)計(jì)研究[J]. 岳松,張奧,張燕平,朱志成,黃樹紅.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(04)
[7]中低壓軸流風(fēng)機(jī)流型優(yōu)化的數(shù)值模擬與試驗(yàn)分析[J]. 劉廣強(qiáng),呂子強(qiáng),郭宇,劉東妮.  流體機(jī)械. 2014(10)
[8]跨聲速軸流壓氣機(jī)失速邊界預(yù)測(cè)方法[J]. 鐘勇健,滕金芳,徐璽,羌曉青,吳亞東,歐陽(yáng)華.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2014(08)
[9]超臨界有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)的選擇[J]. 胡芃,胡仁東,陳則韶.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2014(06)
[10]軸流壓氣機(jī)葉頂噴氣控制實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李繼超,林峰,童志庭,聶超群.  航空學(xué)報(bào). 2013(11)

碩士論文
[1]軸流壓氣機(jī)加跨音速級(jí)設(shè)計(jì)及氣動(dòng)性能研究[D]. 楊俊杰.哈爾濱工程大學(xué) 2013



本文編號(hào)：2981574