热能动力工程

作者：李翔宇，朱晓明，郭 刚，任永磊

单位：中国船舶集团有限公司第七〇三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078；船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心-燃气轮机研发与检测试验室，黑龙江 哈尔滨 150078,,中国船舶集团有限公司第七〇三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078；船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心-燃气轮机研发与检测试验室，黑龙江 哈尔滨 150078,,国家管网集团西气东输公司，上海 200122,,国家管网集团西气东输公司，上海 200122,

关键词：燃气轮机;过渡段;坡角;型线;支柱;气动优化设计

基金：国家科技重大专项（J2019Ⅱ00090029，Y2019Ⅷ00130174）；中船集团自立科技项目（202109Z）

为研究燃气轮机过渡段高效气动设计方法，以某型燃气轮机过渡段为研究对象，在给定的气动边界和几何限制条件下，按照过渡段坡角设计、上下端壁型线优化设计、支柱型式选取的思路，采用CFD数值仿真方法，对过渡段气动设计方法进行研究。首先，对比过渡段坡角为14°，19°，24°条件下的过渡段性能及下游动力涡轮比功；然后，对过渡段上、下端壁型线进行优化；最后，对比支柱对过渡段气动性能的影响，采用截面面积由下至上减小和截面面积不变两种型式，根部截面面积保持一致，完成过渡段气动优化设计。结果表明：坡角为19°条件下过渡段气动性能最优；在1.0工况下，相比原型型线优化后的过渡段总压恢复系数由0.994 8提高到0.995 1，静压升系数由2450 4提高到2.595 2，过渡段出口马赫数由0.217 6降低到0.199 5，出口静压分布更为均匀；截面面积由下至上递减的支柱型式过渡段气动性能更优。

来源：2024年第4期

《热能动力工程》期刊编辑部

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