[發(fā)明專利]一種船舶燃?xì)廨啓C(jī)軸流壓氣機(jī)低工況可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角規(guī)律設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011161387.0
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112464357B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林楓;王琦;萬新超;李冬;王廷;任蘭學(xué);張舟;洪青松
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七0三研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/17;G06F30/28;F04D27/02;G06F113/08
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明的目的在于提供一種船舶燃?xì)廨啓C(jī)軸流壓氣機(jī)低工況可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角規(guī)律設(shè)計(jì)方法，提取壓氣機(jī)各列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉相鄰后排動葉片特征截面位置處的氣動參數(shù)，解壓氣機(jī)低工況折合轉(zhuǎn)速與設(shè)計(jì)點(diǎn)折合轉(zhuǎn)速，計(jì)算動葉圓周速度；設(shè)定一個折合流量值，計(jì)算出各列動葉進(jìn)口軸向速度；給定下一級動葉片的預(yù)期進(jìn)口攻角，得到各列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動后下一級動葉的進(jìn)口相對氣流角，求出各列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉的轉(zhuǎn)動角度，獲得壓氣機(jī)可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉在不同折合轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)角規(guī)律。本發(fā)明能夠快速地獲得較為理想的多列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉聯(lián)合調(diào)控轉(zhuǎn)角規(guī)律，有效減少了設(shè)計(jì)過程中的資源與時間消耗，簡化了設(shè)計(jì)人員工作量，并且能夠有效提升壓氣機(jī)在低工況下的喘振裕度指標(biāo)，非常適合工程設(shè)計(jì)應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)方法，具體地說是船舶燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

壓氣機(jī)作為船舶燃?xì)廨啓C(jī)最為重要的三大核心部件之一，其技術(shù)性能和可靠性直接影響著船舶燃?xì)廨啓C(jī)的安全性、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。為了適應(yīng)船舶航行過程中的技戰(zhàn)術(shù)要求，船舶燃?xì)廨啓C(jī)要在保證設(shè)計(jì)點(diǎn)性能的同時，特別強(qiáng)調(diào)低工況下的寬裕度高效運(yùn)行。這種大范圍變工況下的運(yùn)行特點(diǎn)，使燃?xì)廨啓C(jī)在作為船舶動力系統(tǒng)推進(jìn)或發(fā)電使用時的低工況穩(wěn)定性問題十分突出，并往往成為機(jī)組性能的限制瓶頸，這就對船舶燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)在非設(shè)計(jì)工況下的性能與穩(wěn)定性提出了更高的要求。因此，為了使船舶燃?xì)廨啓C(jī)具有更寬的穩(wěn)定工作范圍與更優(yōu)秀的變工況性能，往往需要采用各種防喘擴(kuò)穩(wěn)技術(shù)，提高其壓氣機(jī)在低工況下的喘振裕度指標(biāo)。

在各種壓氣機(jī)防喘擴(kuò)穩(wěn)技術(shù)中，可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉技術(shù)是提高壓氣機(jī)非設(shè)計(jì)工況性能的重要技術(shù)手段。隨著船舶燃?xì)廨啓C(jī)對壓氣機(jī)低工況喘振裕度指標(biāo)要求的不斷提升，壓氣機(jī)的可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉防喘擴(kuò)穩(wěn)設(shè)計(jì)技術(shù)也在不斷發(fā)展。同時，隨著可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉列數(shù)的逐漸增加與可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉調(diào)控方式的日趨靈活，多列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉之間的角度組合方案樣本數(shù)量激增，這給壓氣機(jī)多列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉的聯(lián)合調(diào)控轉(zhuǎn)角規(guī)律設(shè)計(jì)帶來了更大的難度和挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供能夠有效提高壓氣機(jī)低工況喘振裕度的一種船舶燃?xì)廨啓C(jī)軸流壓氣機(jī)低工況可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角規(guī)律設(shè)計(jì)方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明一種船舶燃?xì)廨啓C(jī)軸流壓氣機(jī)低工況可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角規(guī)律設(shè)計(jì)方法，其特征是：

(1)選擇可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角計(jì)算的特征截面；

(2)提取壓氣機(jī)在設(shè)計(jì)點(diǎn)下各列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉相鄰后排動葉片特征截面位置處的氣動參數(shù)，包括：進(jìn)口軸向速度C_1a、圓周速度U、進(jìn)口絕對氣流角α₁和進(jìn)口相對氣流角β₁；

(3)解可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動角度的壓氣機(jī)低工況折合轉(zhuǎn)速n′與壓氣機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)折合轉(zhuǎn)速n，計(jì)算出該折合轉(zhuǎn)速下的動葉圓周速度U′；

(4)設(shè)定在折合轉(zhuǎn)速n′下，通過可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)所預(yù)期達(dá)到的折合流量值G′，結(jié)合壓氣機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)折合流量值G，計(jì)算出該折合轉(zhuǎn)速下的各列動葉進(jìn)口軸向速度C_1a′；

(5)求解各列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉在折合轉(zhuǎn)速n′時的轉(zhuǎn)動角度△α，給定通過各列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)擬實(shí)現(xiàn)的下一級動葉片的預(yù)期進(jìn)口攻角i，得到在該折合轉(zhuǎn)速下各列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動后下一級動葉的進(jìn)口相對氣流角β₁′，根據(jù)折合轉(zhuǎn)速下的各列動葉圓周速度U′、動葉進(jìn)口軸向速度C_1a′和動葉進(jìn)口相對氣流角β₁′，計(jì)算出在該折合轉(zhuǎn)速下可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動后的各列動葉進(jìn)口絕對氣流角α₁′，進(jìn)而求出各列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉在該折合轉(zhuǎn)速n′時的轉(zhuǎn)動角度△α；

(6)按照以上步驟分別進(jìn)行各個特征折合轉(zhuǎn)速下的各列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動角度計(jì)算，得到壓氣機(jī)各列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉在不同折合轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)動角度，從而設(shè)計(jì)出壓氣機(jī)的各列可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角規(guī)律。

本發(fā)明還可以包括：