發(fā)布時(shí)間：2020-04-11 17:17

【摘要】：燃?xì)廨啓C(jī)具有體積小、單機(jī)功率大、排放污染小等優(yōu)點(diǎn)。而壓氣機(jī)是燃?xì)廨啓C(jī)的核心部件之一。對(duì)于雙轉(zhuǎn)子燃?xì)廨啓C(jī)來(lái)說(shuō),相比于核心壓氣機(jī)(高壓壓氣機(jī)),低壓壓氣機(jī)處于壓縮系統(tǒng)的最前端,對(duì)于其氣動(dòng)性能要求和穩(wěn)定工作范圍的要求更為苛刻。尤其是驅(qū)動(dòng)型燃?xì)廨啓C(jī)的間冷循環(huán)方式,由于間冷器的介入導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)低工況下的穩(wěn)定工作裕度更加難以保證,給低壓壓氣機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大難度,需要研究寬工作范圍穩(wěn)定工作的低壓壓氣機(jī)氣動(dòng)布局方法,從而實(shí)現(xiàn)燃機(jī)整體性能指標(biāo)的提升。本文設(shè)計(jì)和研究過(guò)程主要基于哈爾濱工程大學(xué)的壓氣機(jī)自動(dòng)氣動(dòng)設(shè)計(jì)平臺(tái)。利用現(xiàn)代計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)以及優(yōu)化方法等手段針對(duì)該低壓壓氣機(jī)進(jìn)行了一維方案設(shè)計(jì)及分析、S2流面反問(wèn)題設(shè)計(jì)、葉片造型、三維CFD設(shè)計(jì)以及可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉規(guī)律在內(nèi)的壓氣機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)工作。首先,基于DOE的方式整理大量試驗(yàn)數(shù)據(jù),模擬回歸方程,總結(jié)一維氣動(dòng)參數(shù)與壓氣機(jī)整機(jī)效率之間的定量關(guān)系,得出具有指導(dǎo)意義的參數(shù)分布。然后計(jì)算完成了某型低壓壓氣機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程并給出了詳細(xì)的流場(chǎng)分析。經(jīng)過(guò)三維CFD結(jié)果的數(shù)值校核,壓氣機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)效率達(dá)到88.98%,低工況喘振裕度達(dá)到11.6%,滿足了設(shè)計(jì)指標(biāo)。最后,針對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果開(kāi)展了多級(jí)壓氣機(jī)非設(shè)計(jì)工況的性能分析以及可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方案設(shè)計(jì)方法的研究。結(jié)合現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件研究了壓氣機(jī)多排可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉的優(yōu)化方法,為壓氣機(jī)的可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉方案設(shè)計(jì)和驗(yàn)證提供了基礎(chǔ)和參考,總結(jié)出可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角的最優(yōu)變化規(guī)律。
【圖文】：

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文足國(guó)家對(duì)于新型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展需求，，趕超船舶動(dòng)力裝置的世界進(jìn)我國(guó)海軍現(xiàn)代化建設(shè)，對(duì)復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的研究有其必要性和緊冷（回?zé)幔┭h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展?fàn)顩r間冷（回?zé)幔┭h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)工作原理氣輪機(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)系統(tǒng)中氣體在經(jīng)過(guò)低壓和高壓壓氣機(jī)后直接進(jìn)入混合燃燒。而間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)（Intercooled Gas Turbine）是在低壓壓氣機(jī)之間安裝 1 個(gè)間冷器，通過(guò)降低氣體溫度，來(lái)減少高壓壓功[5]。其系統(tǒng)如圖 1.1 所示。

圖 1.1 間冷循環(huán)系統(tǒng)示意圖冷回?zé)嵫h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)（Intercooled Recuperated Gas Turbine）是在之間增加 1 臺(tái)間冷器，在排氣口增加 1 臺(tái)回?zé)崞鱗5]。其系統(tǒng)如圖 降低了進(jìn)入高壓壓氣機(jī)的空氣溫度,高壓壓氣機(jī)的壓縮耗功因此而應(yīng)地降低了高壓壓氣機(jī)的出口溫度,這樣便增加了回?zé)崞鲀蓚?cè)流體的效率因此得到了提高。在回?zé)崞髦?壓縮空氣吸收了尾氣中的熱減少需要加入燃燒室的熱量,降低了燃油的消耗。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK474.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2623836