热能动力工程

作者：李于来，李东明，刘 宇，刘言明

单位：中国船舶集团有限公司第七○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〖JP+1〗工程研究中心－燃气轮机研发与检测实验室，黑龙江 哈尔滨 150078,,中国船舶集团有限公司第七○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〖JP+1〗工程研究中心－燃气轮机研发与检测实验室，黑龙江 哈尔滨 150078,,中国船舶集团有限公司第七○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〖JP+1〗工程研究中心－燃气轮机研发与检测实验室，黑龙江 哈尔滨 150078,,中国船舶集团有限公司第七○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〖JP+1〗工程研究中心－燃气轮机研发与检测实验室，黑龙江 哈尔滨 150078,

关键词：燃气轮机;预旋系统;增压设计;涡轮冷却

基金：国家自然科学基金“叶企孙”科学基金（U2241251）

为了提高船用燃气轮机进口燃气压力和温度，涡轮冷却空气应当具备更大的压力来满足叶片表面气膜冷却的需求。本文优化现有的预旋系统，通过在供气孔入口布置增压叶轮，减少气流经预旋喷嘴射入盘腔和经盘腔进入供气孔的突扩损失。运用数值计算的方法对预旋系统模型进行研究，所采用的计算模型和冷吹实验与1.0设计工况数据对比具有较好的精度。研究表明：增压预旋系统和常用预旋系统具有相似的流场结构，但预旋腔内形成的涡更小，有效抑制了气流在腔内的总压损失；在增压叶轮和结构改进的作用下，冷气相对总压提高2.90%，绝对总压提高4.59%，同时增压所产生的温升变化较小，提高了冷却空气的冷却能力。

来源：2023年第12期

《热能动力工程》期刊编辑部

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