CN103352871B - 一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片 - Google Patents

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Abstract

一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片，它涉及一种压气机叶片，以解决燃气轮机用的压气机高压中间级动叶片工作效率低、使用寿命短的问题。叶片工作部分和叶根由上到下制成一体，叶片工作部分为变截面扭叶片，截面积由根部至顶部逐渐减小，叶片工作部分从根部至顶部的截面的几何数据：截面号A-A至截面号F-F的截面高度h为3.00～51.00mm，弦长b为34.07～34.02mm，安装角β为56.13°～39.90°，型线最大厚度δ为3.24～2.10mm，距出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.63～0.43mm，叶片工作部分的总高度L0为41.50mm，本发明用于燃气轮机用的压气机上。

Description

一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片
技术领域
本发明涉及一种压气机的高压中间级动叶片，具体涉及一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片。
背景技术
目前燃气轮机用的压气机高压中间级动叶片品种单一，设计方法原始，计算精度较低，无法进行精确的气动计算和流场计算，从而使叶片型面设计不光顺，工作效率低，使用寿命短，已严重影响了压气机的安全运行。
发明内容
本发明的目的是为解决燃气轮机用的压气机高压中间级动叶片工作效率低、使用寿命短及影响压气机安全运行的问题，进而提供一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
本发明的一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片由叶片工作部分1和叶根2组成，叶片工作部分1和叶根2由上到下制成一体，叶片工作部分1为变截面扭叶片，沿叶片高度截面形状不同，截面积由根部至顶部逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转，叶片工作部分1从根部至顶部的截面几何数据：位于根部的截面号A-A至叶片型线部分的截面号F-F的截面高度h为3.00mm～51.00mm，弦长b为34.07mm～34.02mm，安装角β为56.13°～39.90°，型线最大厚度δ为3.24mm～2.10mm，距出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.63mm～0.43mm，叶片工作部分的总高度L0为41.50mm，所述叶根2为燕尾型叶根，叶根2的高度k为4.80mm。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用全三维设计，并进行了一维，准三维，全三维气动，热力分析计算，计算精度高，使得本发明的高压中间级动叶片安全性和高效性有机结合，保证了高压中间级动叶片变工况下能安全高效运行，增加了叶片的稳定性，提高了叶片工作效率，叶片工作效率相比现有的叶片效率提高了1.2个百分点；本发明的延长了叶片使用寿命，本发明叶片使用寿命相比现有的使用延长了20％～30％；叶根为燕尾型叶根，这种结构使叶片能牢固地装入轮缘，便于轴向装入轮槽，叶根的尺寸承载面积大，运行安全可靠。
附图说明
图1是本发明的整体结构主视图(图中R为进气边、S为出气边)，图2是图1的左视图，图3是图1的俯视图(图中X代表叶片工作部分二维坐标X轴，Y代表叶片工作部分二维坐标Y轴)，图4是叶片型线部分1各截面断层叠合示意图，图5是叶片工作部分显示叶型参数b、β、D1、L1、δ的示意图(图中O为截面质心、T为圆周方向、P为榫头对称面)，图6是图5的I局部放大图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图6说明本实施方式，本实施方式的一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片由叶片工作部分1和叶根2组成，叶片工作部分1和叶根2由上到下制成一体，叶片工作部分1为变截面扭叶片，沿叶片高度截面形状不同，截面积由根部至顶部逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转，其特征在于：叶片工作部分1从根部至顶部的截面几何数据：位于根部的截面号A-A至叶片型线部分的截面号F-F的截面高度h为3.00mm～51.00mm，弦长b为34.07mm～34.02mm，安装角β为56.13°～39.90°，型线最大厚度δ为3.24mm～2.10mm，距出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.63mm～0.43mm，叶片工作部分的总高度L0为41.50mm，所述叶根2为燕尾型叶根，叶根2的高度k为4.80mm。
如此设计，这种结构使叶片能牢固地装入轮缘，承载面积大、安全可靠。本实施方式的叶片工作部分的总高度L0是指叶片型线部分的中心线的顶点至叶根基准面MN的总高度。
本发明用于功率为20MW～30MW的燃气轮机的压气机中，该压气机的转速为8000～10000转/分。
具体实施方式二：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1的高度h为3.00mm处所对应的叶片工作部分1的弦长b为34.07mm，所对应的安装角β为56.13°，型线最大厚度δ为3.24mm，距离出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.63mm。采用上述结构参数，在保证叶片的外形结构尺寸满足设计要求的同时，还可使叶片容易装配。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1的高度h为11.00mm、处所对应的叶片工作部分1的弦长b为34.05mm，所对应的安装角β为53.10°，型线最大厚度δ为2.97mm，距离出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.59mm。采用上述结构参数，在保证叶片的外形结构尺寸满足设计要求的同时，还可使叶片容易装配。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1的高度h为21.00mm、处所对应的叶片工作部分1的弦长b为34.04mm，所对应的安装角β为49.60°，型线最大厚度δ为2.64mm，距离出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.53mm。采用上述结构参数，在保证叶片的外形结构尺寸满足设计要求的同时，还可使叶片容易装配。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1的高度h为31.00mm、处所对应的叶片工作部分1的弦长b为34.03mm，所对应的安装角β为49.40°，型线最大厚度δ为2.34mm，距离出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.47mm。采用上述结构参数，在保证叶片的外形结构尺寸满足设计要求的同时，还可使叶片容易装配。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1的高度h为41.00mm、处所对应的叶片工作部分1的弦长b为34.02mm，所对应的安装角β为43.23°，型线最大厚度δ为2.18mm，距离出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.44mm。采用上述结构参数，在保证叶片的外形结构尺寸满足设计要求的同时，还可使叶片容易装配。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式的叶片工作部分1的高度h为51.00mm、处所对应的叶片工作部分1的弦长b为34.02mm，所对应的安装角β为39.9°，型线最大厚度δ为2.10mm，距离出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.43mm。采用上述结构参数，在保证叶片的外形结构尺寸满足设计要求的同时，还可使叶片容易装配。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式的叶根2的宽度W为30.50mm。如此设置，这种结构使叶片能牢固地装入轮缘，便于轴向装入轮槽，这样的尺寸承载面积大，安全可靠。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
各截面具体参数如下表：

Claims (8)

1.一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片，所述高压中间级动叶片由叶片工作部分(1)和叶根(2)组成，叶片工作部分(1)和叶根(2)由上到下制成一体，叶片工作部分(1)为变截面扭叶片，沿叶片高度截面形状不同，截面积由根部至顶部逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转，其特征在于：叶片工作部分(1)从根部至顶部的截面几何数据：位于根部的截面号A-A至叶片型线部分的截面号F-F的截面高度h为3.00mm～51.00mm，弦长b为34.07mm～34.02mm，安装角β为56.13°～39.90°，型线最大厚度δ为3.24mm～2.10mm，距出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.63mm～0.43mm，叶片工作部分的总高度L0为41.50mm，所述叶根(2)为燕尾型叶根，叶根(2)的高度k为4.80mm。
2.根据权利要求1所述一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)的高度h为3.00mm处所对应的叶片工作部分(1)的弦长b为34.07mm，所对应的安装角β为56.13°，型线最大厚度δ为3.24mm，距离出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.63mm。
3.根据权利要求1所述一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)的高度h为11.00mm处所对应的叶片工作部分(1)的弦长b为34.05mm，所对应的安装角β为53.10°，型线最大厚度δ为2.97mm，距离出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.59mm。
4.根据权利要求1所述一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)的高度h为21.00mm处所对应的叶片工作部分(1)的弦长b为34.04mm，所对应的安装角β为49.60°，型线最大厚度δ为2.64mm，距离出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.53mm。
5.根据权利要求1所述一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)的高度h为31.00mm处所对应的叶片工作部分(1)的弦长b为34.03mm，所对应的安装角β为49.40°，型线最大厚度δ为2.34mm，距离出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.47mm。
6.根据权利要求1所述一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片，其特征在于：叶片工作部分(1)的高度h为41.00mm处所对应的叶片工作部分(1)的弦长b为34.02mm，所对应的安装角β为43.23°，型线最大厚度δ为2.18mm，距离出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.44mm。
7.根据权利要求1所述一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片，其特征在于：叶 片工作部分(1)的高度h为51.00mm处所对应的叶片工作部分(1)的弦长b为34.02mm，所对应的安装角β为39.9°，型线最大厚度δ为2.10mm，距离出气边距离L1为1mm处的出气边厚度D1为0.43mm。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述一种燃气轮机用压气机的高压中间级动叶片，其特征在于：叶根(2)的宽度W为30.50mm。
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