热能动力工程

作者：宋选利，周志明，李玮琪，付学伟

单位：西安陕鼓动力股份有限公司，陕西 西安 710075,,西安陕鼓动力股份有限公司，陕西 西安 710075,,西安交通大学 能源与动力工程学院，陕西 西安 710049,,西安陕鼓动力股份有限公司，陕西 西安 710075,

关键词：工业汽轮机;CFD分析;叶片优化;高速高载荷;强度振动;动应力

为了完成高速高载荷系列工业汽轮机的低压级扭叶片的设计和应用，以常规驱动汽轮机叶片为原型，对其末三级扭叶片组进行了全三维气动性能分析；利用自适应差分进化算法对末三级叶片的型线和积叠规律进行了优化设计；然后根据常规强度计算结果，选择合适的材料并选择松拉筋配枞树型叶根的结构；最后采用有限元仿真软件对其进行了强度振动和动应力及疲劳分析。结果表明：优化后末三级叶片的气动效率提升约1.61%且强度满足要求；设计末两级动叶片时，优先考虑可靠性，其余级因其强度振动问题相对容易解决，优先考虑气动效率；末级叶片材料可能需要选择钛合金，而枞树型叶根是更可靠的叶根形式；选择抗弯模量大、厚度小的叶型搭配松拉筋有利于增加叶片刚度、减小叶片重量，从而为不调频叶片的设计提供参考。

来源：2024年第4期

《热能动力工程》期刊编辑部

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