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推进技术2025年第03期:热斑在船用燃气轮机高低压涡轮中迁移路径分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:牛夕莹;郑群;林枫;李国强;高春祥;高杰;李翔宇;

单位:哈尔滨工程大学动力与能源学院;中国船舶集团有限公司第七〇三研究所;船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室-海洋工程燃气轮机实验室;

摘要:为了探索船用燃气轮机燃烧室出口热斑在涡轮叶栅内的迁移路径和规律,并为叶片冷却设计、热防护和温度测量提供参考,本研究分析了某船用燃气轮机高、低压涡轮中热斑的迁移路径,并考虑了冷却空气的影响,揭示了高低压涡轮导叶和动叶通道内热斑的演变过程。结果表明,燃烧室出口的热斑在通过高低压涡轮导叶和动叶通道时逐渐被“切割”,其强度也随之减弱。虽然热斑核心的径向位置基本保持在35%叶高处不变,但其周向沿旋转方向的偏移逐渐增加,在通过高、低压涡轮后,偏移角度约为37°。高、低压涡轮动叶进口最大温差分别达到200℃,150℃,叶片设计时应留有一定的温度裕度。本文的结果不仅为确定燃气发生器涡轮出口处总温热电偶的周向和径向位置提供了依据,也为监测燃烧室的工作情况、评估燃气轮机的总体性能和涡轮叶片冷却设计提供了参考。

关键词:船用燃气轮机;;高低压涡轮;;热斑;;迁移路径;;三维非定常

基金资助:国家自然科学基金“叶企孙”科学基金(U2241251)~~