CN113417889A - 一种船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣结构，首先周向槽式处理机匣主体结构为一实心的处理机匣外壳，开槽位置在外壳内壁，具体的开槽周向位置由船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣设计方法确定。其次周向槽的四个重要结构参数(周向槽深度、周向槽宽度、开槽角度和周向槽个数)由船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣设计方法确定。最后周向槽式处理机匣采用上下分半结构，目的是实现在压气机试验台架上快速换装不同结构形式的处理机匣。同时，该结构不仅局限于船舶燃气轮机轴流压气机，同样适用于各种带有处理机匣的工业用燃气轮机轴流压气机、航空发动机轴流压气机。
Description
技术领域
本发明涉及一种船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣结构，属于压气机气动设计与计算分析的技术领域。
背景技术
压气机作为船舶燃气轮机最为重要的三大核心部件之一，其技术性能和可靠性直接影响着船舶燃气轮机的安全性、技术指标与经济性指标的实现。为了适应船舶航行过程中的要求，船舶燃气轮机要在保证设计点性能的同时，特别强调低工况下的宽裕度高效运行。这种大范围变工况下的运行特点，使燃气轮机在作为船舶动力系统推进或发电使用时的低工况稳定性问题十分突出，并往往成为机组性能的限制瓶颈，这就对船舶燃气轮机压气机在非设计工况下的性能与稳定性提出了更高的要求。因此，为了使船舶燃气轮机具有更宽的稳定工作范围与更优秀的变工况性能，往往需要采用各种防喘扩稳技术，提高其压气机在低工况下的喘振裕度指标。
在各种压气机防喘扩稳技术中，处理机匣技术是提高压气机非设计工况喘振裕度常用的技术手段。自从上世纪六十年代发现机匣处理的扩稳效果以来，经过四十多年的研究，发现了多种有效的机匣处理结构，其中周向槽式处理机匣作为最先被发现的一种处理机匣结构形式，其扩稳效果在很多机型上都得到了实际验证。随着船舶燃气轮机对压气机低工况喘振裕度指标要求的不断提升，如何快速、有效地设计出满足工程需求的周向槽式处理机匣结构成为了亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决船舶燃气轮机压气机在保证设计点性能的同时，提升低工况稳定性的问题，进而提供了一种船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣结构。
本发明的目的是这样实现的：机匣由上、下半机匣通过自锁螺母、紧配螺栓和螺栓固定，机闸外壳的内壁周向上等间距设置有槽结构。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.槽结构由周向槽深度、周向槽宽度、开槽角度和周向槽个数决定，由船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣设计方法确定，周向槽个数、周向槽深度、周向槽宽度和周向槽个数这三个参数通过改变处理机匣的回流量，从而影响整体的扩稳效果；周向槽的开槽角度影响主流道的气体进入回流腔时的损失。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明有效地解决了上述问题，提出了一种船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣结构，达到增加压气机非设计工况喘振裕度的目的。
本发明利用压差使原本在主流道中动叶顶部的部分低速流体进入周向槽内，周向槽在叶片顶部诱导出的向槽内径向速度，把泄漏流动切断成几部分,同时可以抽吸和吹除叶尖附面层中的低能流体团，削弱间隙泄漏涡的发展，从而推迟失速。
附图说明
图1是本发明的船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣结构示意图。
图2是本发明的周向槽式处理机匣重要结构参数示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
参照图1，一种船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣结构，包括处理机匣外壳1、自锁螺母2、紧配螺栓3和螺栓4。上下半机匣通过自锁螺母2、紧配螺栓3和螺栓4固定；通过螺栓4定位、紧配螺栓3紧配。
周向槽式处理机匣主体结构为一实心的处理机匣外壳，开槽位置在外壳内壁，具体的开槽周向位置由船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣设计方法确定。
为了便于在压气机试验台架上实现快速换装，周向槽式处理机匣采用上下分半结构，也即目的是实现在压气机试验台架上快速换装不同结构形式的处理机匣。
参照图2，周向槽深度、周向槽宽度、开槽角度和周向槽个数为本专利的四个重要结构参数。周向槽个数、周向槽深度、周向槽宽度和周向槽个数这三个参数通过改变处理机匣的回流量，从而影响整体的扩稳效果。周向槽的开槽角度影响主流道的气体进入回流腔时的损失，合理的开槽角度能够有效地降低峰值效率的减少量。这四个结构参数的具体选取由船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣设计方法确定。
本发明未详细阐述的技术内容属于本领域技术人员的公知技术。
本发明提出的一种船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣结构，不仅局限于船舶燃气轮机轴流压气机，同样适用于各种带有处理机匣的工业用燃气轮机轴流压气机、航空发动机轴流压气机。
综上，本发明提供了一种船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣结构，其目的是为了船舶燃气轮机压气机使用时的低工况稳定性问题。首先周向槽式处理机匣主体结构为一实心的处理机匣外壳，开槽位置在外壳内壁，具体的开槽周向位置由船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣设计方法确定。其次周向槽的四个重要结构参数(周向槽深度、周向槽宽度、开槽角度和周向槽个数)由船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣设计方法确定。最后周向槽式处理机匣采用上下分半结构，目的是实现在压气机试验台架上快速换装不同结构形式的处理机匣。同时，该结构不仅局限于船舶燃气轮机轴流压气机，同样适用于各种带有处理机匣的工业用燃气轮机轴流压气机、航空发动机轴流压气机。
Claims (2)
1.一种船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣结构，其特征在于：机匣由上、下半机匣通过自锁螺母、紧配螺栓和螺栓固定，机闸外壳的内壁周向上等间距设置有槽结构。
2.根据权利要求1所述的一种船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣结构，其特征在于：槽结构由周向槽深度、周向槽宽度、开槽角度和周向槽个数决定，由船舶燃气轮机压气机周向槽式处理机匣设计方法确定，周向槽个数、周向槽深度、周向槽宽度和周向槽个数这三个参数通过改变处理机匣的回流量，从而影响整体的扩稳效果；周向槽的开槽角度影响主流道的气体进入回流腔时的损失。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 牛利民: "《船舶燃气轮机结构》", 31 December 1992 * |
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