[發明專利]一種軸流壓氣機葉型攻角落后角計算方法

在審

• 申請號: 202011542895.3
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112685855A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 王琦;張舟;徐寧;李冬;王旭
• 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;G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的目的在于提供一種軸流壓氣機葉型攻角落后角計算方法，通過計算設計攻角參數、落后角參數與葉型彎角，最終計算得到葉型的設計攻角與設計落后角數值。本發明能夠快速、準確地計算出軸流壓氣機大部分常用葉型在設計狀態下的攻角與落后角，有效提高了設計精度，并且有效減少了通過三維計算來逐級修正多級軸流壓氣機各級葉片攻角與落后角的次數，實現了壓氣機葉片造型參數的流程化計算，可節省大量的設計迭代時間，縮短設計周期。同時，該方法不僅局限于燃氣輪機軸流壓氣機，同樣適用于各種工業用軸流壓縮機、航空發動機軸流壓氣機/風扇的氣動設計過程。

技術領域

本發明涉及的是一種燃氣輪機計算方法，具體地說是壓氣機計算方法。

背景技術

壓氣機作為燃氣輪機的關鍵核心部件之一，其性能優劣對燃氣輪機的技術指標實現起著決定性作用。縱觀整個壓氣機的發展歷史，所有的壓氣機設計都是建立在對通流能力、壓比、效率以及喘振裕度的追求之上的。時至今日，隨著燃氣輪機性能的不斷提升，對壓氣機的氣動性能需求也自然地演變成了更高的壓比、更高的效率和更大的喘振裕度，如今的壓氣機氣動設計體系也正是基于以上需求而形成的。

隨著對內部流動的認識不斷深入，壓氣機氣動設計體系也在飛速發展，越來越多的技術手段已經被應用到壓氣機的氣動設計當中。所謂壓氣機氣動設計，其本質就是將壓氣機氣動性能需求轉換成幾何造型的過程。而葉片的幾何造型設計則是這個過程中最重要的關鍵環節之一。目前以S1、S2兩類流面理論為基礎的準三維氣動設計作為現階段國內外壓氣機氣動設計體系的核心部分，如何將準三維通流設計結果轉換為葉片的幾何造型，其中的關鍵就在于葉型攻角、落后角的計算。可以說，葉型攻角、落后角計算的準確性對壓氣機氣動性能指標的實現起著至關重要的作用。

發明內容

本發明的目的在于提供解決軸流壓氣機氣動設計中葉型的攻角落后角計算問題的一種軸流壓氣機葉型攻角落后角計算方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種軸流壓氣機葉型攻角落后角計算方法，其特征是：

(1)提取計算輸入參數：從S2通流設計結果中提取葉型進口氣流角β₁與出口氣流角β₂、葉型進口子午速度C_m1與出口子午速度C_m2；從葉型設計輸入參數中提取葉型稠度b/t、葉型相對最大厚度t_max/b；

(2)計算設計攻角參數：根據步驟(1)中的輸入參數，逐步順次計算零彎角10％厚度設計攻角(i₀)₁₀、零彎角葉型基準攻角i₀、設計攻角隨彎角變化率n；

(3)計算設計落后角參數：根據步驟(1)中的輸入參數，逐步順次計算零彎角10％厚度設計落后角(δ₀)₁₀、零彎角葉型基準落后角δ₀、葉型稠度為1時設計落后角隨彎角變化率m_b/t＝1、設計落后角子午速度修正量

(4)計算葉型彎角：

式中，△β＝β₂-β₁為葉型氣流轉折角；μ為葉型稠度指數因子，其計算公式如下：

(5)計算設計攻角與設計落后角：計算葉型的設計攻角i_ref與設計落后角δ_ref：

設計攻角i_ref：

i_ref＝i₀+nθ

設計攻角δ_ref：