CN103206409A - 高转速燃气轮机用跨音级压气机的首级动叶片 - Google Patents
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Abstract
高转速燃气轮机用跨音级压气机的首级动叶片，它涉及一种压气机的动叶片。它为了解决目前的高转速燃气轮机用的跨音速压气机首级动叶片效率低、使用寿命短、影响压气机安全运行的问题。定义截面B-B为基准面，叶片工作部分1从靠近根部至顶部的截面的几何数据：截面A-A至截面W-W的截面高度H为-6.10mm～179.28mm，轴向宽度B为66.71～40.35mm，弦长b为69.65～91.41mm，弯曲角α为17.331°～65.096°，型线最大厚度Dmax为10.27～2.22mm，距离出气边距离为GH处的出气边厚度DE为1.54～0.34mm，叶片工作部分的总高度L为168.65mm。本发明用于高转速燃气轮机用跨音级压气机中。
Description
技术领域
本发明涉及一种压气机的动叶片。
背景技术
目前的燃气轮机用的跨音速压气机首级叶片在国内产品单一，设计方法原始，计算精度较低，无法进行精确的气动计算和流场计算，从而使叶片型面设计不光顺，效率低，使用寿命短，已严重影响了压气机的安全运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种高转速燃气轮机用跨音级压气机的首级动叶片，以解决目前的高转速燃气轮机用的跨音速压气机首级动叶片效率低、使用寿命短、影响压气机安全运行的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：叶片包括叶片工作部分和叶根，叶片工作部分和叶根由上到下制成一体，叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，沿叶片高度截面形状不同，截面积由根部至顶部逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转；定义截面B-B为基准面，叶片工作部分从靠近根部至顶部的截面的几何数据：截面A-A至截面W-W的截面高度为-6.10mm～179.28mm，轴向宽度为66.71～40.35mm，弦长为69.65～91.41mm，弯曲角为17.331°～65.096°，型线最大厚度为10.27～2.22mm，距离出气边距离为GH处的出气边厚度DE为1.54～0.34mm，叶片工作部分的总高度L为168.65mm。
本发明具有以下有益效果：本发明是在以一维、准三维、全三维气动、热力分析计算该首级动叶片的全三维设计，计算精度高，使得本发明的安全性和高效性有机结合，已保证在变工况下能安全高效运行，增加了叶片的稳定性，提高了叶片效率，延长了动叶片使用寿命。
附图说明
图1是本发明的主视图，图2是图1的俯视，图3是图2的Q向视图，图4是叶片型线部分各截面断层叠合示意图，图5是叶型参数B、α、Dmax的示意图，图6是图5的I点放大图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图6说明本实施方式，本实施方式的叶片包括叶片工作部分1和叶根2，叶片工作部分1和叶根2由上到下制成一体，叶片工作部分1的型线为变截面扭叶片，沿叶片高度截面形状不同，截面积由根部至顶部逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转；其特征在于定义截面B-B为基准面，叶片工作部分1从靠近根部至顶部的截面的几何数据：截面A-A至截面W-W的截面高度H为-6.10mm～179.28mm，轴向宽度B为66.71～40.35mm，弦长b为69.65～91.41mm，弯曲角α为17.331°～65.096°，型线最大厚度Dmax为10.27～2.22mm，距离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为1.54～0.34mm，叶片工作部分的总高度L为168.65mm；
叶片工作部分1截面A-A的截面高度h为-6.10mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为66.71mm、弦长b为69.65mm、弯曲角α为17.331°、型线最大厚度Dmax为10.27mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为1.54mm；
叶片工作部分1截面B-B的截面高度h为0mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为66.01mm、弦长b为70.02mm、弯曲角α为20.025°、型线最大厚度Dmax为10.10mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为1.49mm；
叶片工作部分1截面C-C的截面高度h为8.25mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为65.08mm、弦长b为70.75mm、弯曲角α为23.569°、型线最大厚度Dmax为9.83mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为1.40mm；
叶片工作部分1截面D-D的截面高度h为16.49mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为64.17mm、弦长b为71.65mm、弯曲角α为26.837°、型线最大厚度Dmax为9.33mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为1.30mm；
叶片工作部分1截面E-E的截面高度h为32.99mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为62.33mm、弦长b为73.71mm、弯曲角α为32.622°、型线最大厚度Dmax为7.87mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为1.10mm；
叶片工作部分1截面F-F的截面高度h为49.48mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为60.12mm、弦长b为75.79mm、弯曲角α为37.799°、型线最大厚度Dmax为6.32mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.91mm；
叶片工作部分1截面G-G的截面高度h为65.98mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为57.55mm、弦长b为77.82mm、弯曲角α为42.572°、型线最大厚度Dmax为4.89mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.73mm；
叶片工作部分1截面H-H的截面高度h为82.47mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为54.93mm、弦长b为79.86mm、弯曲角α为46.855°、型线最大厚度Dmax为4.06mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.62mm；
叶片工作部分1截面J-J的截面高度h为98.96mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为52.75mm、弦长b为81.90mm、弯曲角α为50.767°、型线最大厚度Dmax为4.11mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.52mm；
叶片工作部分1截面K-K的截面高度h为115.46mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为50.76mm、弦长b为83.87mm、弯曲角α为54.052°、型线最大厚度Dmax为3.89mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.42mm；
叶片工作部分1截面L-L的截面高度h为131.95mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为48.30mm、弦长b为85.77mm、弯曲角α为57.195°、型线最大厚度Dmax为3.48mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.37mm；
叶片工作部分1截面M-M的截面高度h为140.21mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为46.78mm、弦长b为86.73mm、弯曲角α为58.863°、型线最大厚度Dmax为3.27mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.36mm；
叶片工作部分1截面N-N的截面高度h为148.45mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为45.40mm、弦长b为87.78mm、弯曲角α为60.297°、型线最大厚度Dmax为3.09mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.35mm；
叶片工作部分1截面P-P的截面高度h为151.38mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为45.40mm、弦长b为87.78mm、弯曲角α为60.297°、型线最大厚度Dmax为3.09mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.35mm；
叶片工作部分1截面R-R的截面高度h为158.50mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为43.57mm、弦长b为88.78mm、弯曲角α为62.418°、型线最大厚度Dmax为2.93mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.35mm；
叶片工作部分1截面T-T的截面高度h为164.94mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为42.41mm、弦长b为89.53mm、弯曲角α为63.382°、型线最大厚度Dmax为2.82mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.35mm；
叶片工作部分1截面U-U的截面高度h为168.86mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为41.84mm、弦长b为90.16mm、弯曲角α为63.759°、型线最大厚度Dmax为2.69mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.35mm；
叶片工作部分1截面V-V的截面高度h为173.19mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为41.22mm、弦长b为90.67mm、弯曲角α为64.318°、型线最大厚度Dmax为2.49mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.35mm；
叶片工作部分1截面W-W的截面高度h为179.28mm，该位置所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B为40.35mm、弦长b为91.41mm、弯曲角α为65.096°、型线最大厚度Dmax为2.22mm、离出气边3距离为GH处的出气边3厚度DE为0.34mm。
本发明用于功率为180-300MW的燃气轮机中，该燃气轮机的压气机转速为8000-10000r/min。
具体实施方式二：结合图6说明本实施方式，本实施方式的GH为0.7mm。其他组成及连接关系与具体实施方式一相同。
Claims (2)
1.一种高转速燃气轮机用跨音级压气机的首级动叶片，所述叶片包括叶片工作部分(1)和叶根(2)，叶片工作部分(1)和叶根(2)由上到下制成一体，叶片工作部分(1)的型线为变截面扭叶片，沿叶片高度截面形状不同，截面积由根部至顶部逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转；其特征在于定义截面B-B为基准面，叶片工作部分(1)从靠近根部至顶部的截面的几何数据：截面A-A至截面W-W的截面高度(H)为-6.10mm～179.28mm，轴向宽度(B)为66.71～40.35mm，弦长(b)为69.65～91.41mm，弯曲角(α)为17.331°～65.096°，型线最大厚度(Dmax)为10.27～2.22mm，距离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为1.54～0.34mm，叶片工作部分的总高度(L)为168.65mm；
叶片工作部分(1)截面A-A的截面高度(h)为-6.10mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为66.71mm、弦长(b)为69.65mm、弯曲角(α)为17.331°、型线最大厚度(Dmax)为10.27mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为1.54mm；
叶片工作部分(1)截面B-B的截面高度(h)为0mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为66.01mm、弦长(b)为70.02mm、弯曲角(α)为20.025°、型线最大厚度(Dmax)为10.10mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为1.49mm；
叶片工作部分(1)截面C-C的截面高度(h)为8.25mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为65.08mm、弦长(b)为70.75mm、弯曲角(α)为23.569°、型线最大厚度(Dmax)为9.83mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为1.40mm；
叶片工作部分(1)截面D-D的截面高度(h)为16.49mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为64.17mm、弦长(b)为71.65mm、弯曲角(α)为26.837°、型线最大厚度(Dmax)为9.33mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为1.30mm；
叶片工作部分(1)截面E-E的截面高度(h)为32.99mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为62.33mm、弦长(b)为73.71mm、弯曲角(α)为32.622°、型线最大厚度(Dmax)为7.87mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为1.10mm；
叶片工作部分(1)截面F-F的截面高度(h)为49.48mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为60.12mm、弦长(b)为75.79mm、弯曲角(α)为37.799°、型线最大厚度(Dmax)为6.32mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为0.91mm；
叶片工作部分(1)截面G-G的截面高度(h)为65.98mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为57.55mm、弦长(b)为77.82mm、弯曲角(α)为42.572°、型线最大厚度(Dmax)为4.89mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为0.73mm；
叶片工作部分(1)截面H-H的截面高度(h)为82.47mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为54.93mm、弦长(b)为79.86mm、弯曲角(α)为46.855°、型线最大厚度(Dmax)为4.06mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为0.62mm；
叶片工作部分(1)截面J-J的截面高度(h)为98.96mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为52.75mm、弦长(b)为81.90mm、弯曲角(α)为50.767°、型线最大厚度(Dmax)为4.11mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为0.52mm；
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叶片工作部分(1)截面N-N的截面高度(h)为148.45mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为45.40mm、弦长(b)为87.78mm、弯曲角(α)为60.297°、型线最大厚度(Dmax)为3.09mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为0.35mm；
叶片工作部分(1)截面P-P的截面高度(h)为151.38mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为45.40mm、弦长(b)为87.78mm、弯曲角(α)为60.297°、型线最大厚度(Dmax)为3.09mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为0.35mm；
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叶片工作部分(1)截面U-U的截面高度(h)为168.86mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为41.84mm、弦长(b)为90.16mm、弯曲角(α)为63.759°、型线最大厚度(Dmax)为2.69mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为0.35mm；
叶片工作部分(1)截面V-V的截面高度(h)为173.19mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为41.22mm、弦长(b)为90.67mm、弯曲角(α)为64.318°、型线最大厚度(Dmax)为2.49mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为0.35mm；
叶片工作部分(1)截面W-W的截面高度(h)为179.28mm，该位置所对应的叶片工作部分(1)的轴向宽度(B)为40.35mm、弦长(b)为91.41mm、弯曲角(α)为65.096°、型线最大厚度(Dmax)为2.22mm、离出气边(3)距离为GH处的出气边(3)厚度(DE)为0.34mm。
2.根据权利要求1所述高转速燃气轮机用跨音级压气机的首级动叶片，其特征在于GH为0.7mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130717 |