[發(fā)明專利]一種船舶燃氣輪機多級軸流壓氣機多列可轉導/靜葉冪指數(shù)式聯(lián)合調控規(guī)律設計方法

有效

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• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112487565B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設計）人: 王琦;王廷;張舟;洪青松;萬新超;李冬;任蘭學
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0三研究所
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;F04D27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種船舶燃氣輪機多級軸流壓氣機多列可轉導/靜葉冪指數(shù)式聯(lián)合調控規(guī)律設計方法，其特征是：

(1)選擇沿葉高平均半徑位置作為可轉導/靜葉轉角計算的特征截面；

(2)提取壓氣機在設計點下進口第一級動葉片特征截面位置處的氣動參數(shù)，包括：進口軸向速度C_1a、圓周速度U、進口絕對氣流角α₁和進口相對氣流角β₁；

(3)根據(jù)壓氣機設計點折合轉速n_np以及要求解可轉導/靜葉轉動角度的壓氣機折合轉速n_np′，獲取要求解可轉導/靜葉轉動角度的壓氣機折合轉速n_np′下第一級動葉片特征截面位置處的圓周速度U′；

(4)設定在要求解可轉導/靜葉轉動角度的壓氣機折合轉速n_np′下，通過可轉導/靜葉轉動調節(jié)所預期達到的折合流量值G_np′，結合壓氣機設計點折合流量值G_np，獲取要求解可轉導/靜葉轉動角度的壓氣機折合轉速n_np′下第一級動葉片特征截面位置處的進口軸向速度C_1a′；

(5)求解進口可轉導葉在要求解可轉導/靜葉轉動角度的壓氣機折合轉速n_np′時的轉動角度△α，保持第一級動葉片特征截面位置處的進口相對氣流角在可轉導/靜葉轉動前后不變，即β₁′＝β₁，根據(jù)要求解可轉導/靜葉轉動角度的壓氣機折合轉速n_np′下第一級動葉片特征截面位置處的圓周速度U′、進口軸向速度C_1a′和進口相對氣流角β₁′，獲取在要求解可轉導/靜葉轉動角度的壓氣機折合轉速n_np′下可轉導/靜葉轉動后第一級動葉片特征截面位置處的進口絕對氣流角α₁′，進而獲取進口可轉導葉在要求解可轉導/靜葉轉動角度的壓氣機折合轉速n_np′時的轉動角度△α；

(6)將獲得的進口可轉導葉轉動角度作為參考基準轉角△α_ref，令各列可轉靜葉在動作過程中的轉動角度△α_j與其成冪指數(shù)式規(guī)律關系，獲得各列可轉靜葉的轉動角度值；

(7)按照以上步驟分別進行各個要求解可轉導/靜葉轉動角度的壓氣機折合轉速n_np′的各列可轉導/靜葉轉動角度計算，得到壓氣機各列可轉導/靜葉在不同要求解可轉導/靜葉轉動角度的壓氣機折合轉速n_np′下的轉動角度，從而設計出壓氣機的多列可轉導/靜葉冪指數(shù)式聯(lián)合調控規(guī)律。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種船舶燃氣輪機多級軸流壓氣機多列可轉導/靜葉冪指數(shù)式聯(lián)合調控規(guī)律設計方法，其特征是：

圓周速度U′的計算方法如下：

3.根據(jù)權利要求2所述的一種船舶燃氣輪機多級軸流壓氣機多列可轉導/靜葉冪指數(shù)式聯(lián)合調控規(guī)律設計方法，其特征是：進口軸向速度C_1a′在計算時，考慮到多列可轉導葉同時動作對第一級動葉進口軸向速度的聯(lián)合調控效果所造成的影響作用，加以修正，計算方法如下：

上式中，δ_c為動葉進口軸向速度修正系數(shù)。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種船舶燃氣輪機多級軸流壓氣機多列可轉導/靜葉冪指數(shù)式聯(lián)合調控規(guī)律設計方法，其特征是：進口絕對氣流角α₁′計算方法如下：

進而求出進口可轉導葉在要求解可轉導/靜葉轉動角度的壓氣機折合轉速n_np′時的轉動角度△α，計算方法如下：

△α＝α₁′-α₁。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種船舶燃氣輪機多級軸流壓氣機多列可轉導/靜葉冪指數(shù)式聯(lián)合調控規(guī)律設計方法，其特征是：令各列可轉靜葉在動作過程中的轉動角度△α_j與其成冪指數(shù)式規(guī)律關系，求得各列可轉靜葉的轉動角度值的步驟具體如下：

冪指數(shù)式規(guī)律通過如下方式計算：

定義各列可轉導/靜葉之間的冪指數(shù)式規(guī)律系數(shù)P_j，P_j通過下式計算獲得：

式中，n為指數(shù)系數(shù)；

各列可轉靜葉在動作過程中的轉動角度△α_j與參考基準角度△α_ref之間的關系按下式計算：

△α_j＝P_j△α_ref。