CN208816191U - 一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片，包括：按顺序由上到下一体制成的叶片工作部分和叶根，叶片工作部分型线为变截面扭叶片，其截面面积沿叶片高度形状不同，由底部至顶部截面逐渐减小，相邻两截面间相对扭转，叶片工作部分总高度为247.5mm，叶片工作部分以靠近叶根的截面A‑A为基准，由下至上依次定义为截面B‑B、截面C‑C、截面D‑D、截面E‑E、截面F‑F和截面G‑G，通过不同截面的截面高度变化，从而使与之对应的轴向宽度、弦长、进气角、安装角、型线最大厚度、出气边厚度DE尺寸结构的调整，解决了目前20‑30MW等级燃气轮机第四级动叶片空气动力效率不高，使用寿命短，影响涡轮安全运行的问题。
Description
技术领域：
本实用新型属于燃气轮机动叶片技术领域，具体涉及一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片。
背景技术：
燃气轮机具有质量轻、体积小，消耗水、电和润滑油量少，启动速度快，控制方便、易磨损件少，运行可靠和维修方便等优点，目前已被广泛应用在舰艇、发电机组等多个领域。动叶片是燃气轮机涡轮的关键部件，而目前的燃气轮机用涡轮叶片品种单一，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。此外由于受多个截面叶型型线包络的叶片实体形状的影响，使得20-30MW等级燃气轮机第四级动叶片空气动力效率不高，使用寿命短，影响涡轮的安全运行。
实用新型内容：
本实用新型为克服上述缺陷，提供了一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片，该动叶片工作效率有所提高、使用寿命长，可以解决目前20-30MW等级燃气轮机用涡轮叶片空气动力效率不高、使用寿命短、影响涡轮安全运行的问题。
本实用新型采用的技术方案在于：一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片，包括：叶片工作部分和叶根，叶片工作部分和叶根按顺序由上到下制成一体，所述叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，其截面面积沿叶片高度形状不同，由底部至顶部截面逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转，所述叶片工作部分总高度H为247.5mm，叶片工作部分以靠近叶根的截面A-A为基准，由下至上依次定义为截面B-B、截面C-C、截面D-D、截面E-E、截面F-F和截面G-G，且截面A-A、截面B-B、截面C-C、截面D-D、截面E-E、截面F-F 和截面G-G的截面高度H变化范围在0～247.5mm之间，与之对应的轴向宽度B的变化范围在65.11～74.76mm之间、弦长b的变化范围在79.86～86.67mm之间、进气角α的变化范围在21.26°～95.73°之间、安装角βy的变化范围在47.5°～67.58°区间、型线最大厚度的变化范围Dmax的变化范围在4.59～13.47mm之间、出气边厚度DE为1.59mm。
优选地，所述叶片工作部分在截面A-A的截面高度H1为0.00mm，所对应的轴向宽度B1为74.76mm，弦长b1为79.93mm，进气角α1为21.26°，安装角βy1为67.58°，型线最大厚度Dmax1为13.47mm。
优选地，所述叶片工作部分截面B-B的截面高度H2为41.25mm，所对应的轴向宽度B2为72.85mm，弦长b2为79.86mm，进气角α2为31.48°，安装角βy2为63.89°，型线最大厚度Dmax2为11.73mm。
优选地，所述叶片工作部分截面C-C的截面高度H3为82.5mm，所对应的轴向宽度B3为71.08mm，弦长b3为80.57mm，进气角α3为42.39°，安装角βy3为60.22°，型线最大厚度Dmax3为10.11mm。
优选地，所述叶片工作部分截面D-D的截面高度H4为123.75mm，所对应的轴向宽度B4为69.45mm，弦长b4为81.84mm，进气角α4为54.16°，安装角βy4为58.34°，型线最大厚度Dmax4为8.60mm。
优选地，所述叶片工作部分截面E-E的截面高度H5为165mm，所对应的轴向宽度 B5为67.91mm，弦长b5为83.56mm，进气角α5为66.88°，安装角βy5为54.47°，型线最大厚度Dmax5为7.20mm。
优选地，所述叶片工作部分截面F-F的截面高度H6为206.25mm，所对应的轴向宽度B6为66.47mm，弦长b6为85.69mm，进气角α6为80.77°，安装角βy6为50.86°，型线最大厚度Dmax6为5.86mm。
优选地，所述叶片工作部分截面G-G的截面高度H7为247.5mm，所对应的轴向宽度B7为65.11mm，弦长b7为86.67mm，进气角α7为95.73°，安装角βy7为47.50°，型线最大厚度Dmax7为4.59mm。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型是在一维、准三维、全三维气动、热力分析计算该第四级动叶片的全三维设计，计算精度高，使主流区沿叶片高度方向的流动得到改善，经过计算，本实用新型的叶片较原尺寸空气动力效率提高0.8％-1％，叶片的使用寿命延长了1.1-1.3倍；
2、通过对叶片工作部分上各截面高度、轴向宽度、弦长、进气角、安装角、型线最大厚度尺寸结构的调整，使攻角更趋向于合理，能有效控制端区分离严重的问题，并且保证变工况下的安全性和高效性有机结合，这样设计能保证在转子的最佳受力状态，而且可以避免在叶根处和承载面出现应力峰值。
附图说明：
图1为本实用新型的主视图；
图2为叶片工作部分中A-A至G-G截面断层叠合示意图；
图3为叶型参数B、b、βy、Dmax的示意图；
图4为叶片进气角α的示意图；
图5为出气边厚度DE的示意图；
其中：叶片工作部分1、叶根2。
具体实施方式：
如图1至图5所示，本实用新型为一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片，包括：叶片工作部分1和叶根2，叶片工作部分1和叶根2按顺序由上到下制成一体，所述叶片工作部分1的型线为变截面扭叶片，其截面面积沿叶片高度形状不同，由底部至顶部截面逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转，所述叶片工作部分1总高度H为247.5mm，叶片工作部分1以靠近叶根2的截面A-A为基准，由下至上依次定义为截面B-B、截面C-C、截面D-D、截面E-E、截面F-F和截面G-G，且截面A-A、截面B-B、截面C-C、截面 D-D、截面E-E、截面F-F和截面G-G的截面高度H变化范围在0～247.5mm之间，与之对应的轴向宽度B的变化范围在65.11～74.76mm之间、弦长b的变化范围在79.86～ 86.67mm之间、进气角α的变化范围在21.26°～95.73°之间、安装角βy的变化范围在 47.5°～67.58°区间、型线最大厚度的变化范围Dmax的变化范围在4.59～13.47mm之间、出气边厚度DE为1.59mm，这样设计能保证转子处于最佳受力状态，而且避免在叶根处和承载面处出现应力峰值。
进一步地，所述叶片工作部分1在截面A-A的截面高度H1为0.00mm，所对应的轴向宽度B1为74.76mm，弦长b1为79.93mm，进气角α1为21.26°，安装角βy1为 67.58°，型线最大厚度Dmax1为13.47mm。
进一步地，所述叶片工作部分1截面B-B的截面高度H2为41.25mm，所对应的轴向宽度B2为72.85mm，弦长b2为79.86mm，进气角α2为31.48°，安装角βy2为 63.89°，型线最大厚度Dmax2为11.73mm。
进一步地，所述叶片工作部分1截面C-C的截面高度H3为82.5mm，所对应的轴向宽度B3为71.08mm，弦长b3为80.57mm，进气角α3为42.39°，安装角βy3为 60.22°，型线最大厚度Dmax3为10.11mm。
进一步地，所述叶片工作部分1截面D-D的截面高度H4为123.75mm，所对应的轴向宽度B4为69.45mm，弦长b4为81.84mm，进气角α4为54.16°，安装角βy4为 58.34°，型线最大厚度Dmax4为8.60mm。
进一步地，所述叶片工作部分1截面E-E的截面高度H5为165mm，所对应的轴向宽度B5为67.91mm，弦长b5为83.56mm，进气角α5为66.88°，安装角βy5为 54.47°，型线最大厚度Dmax5为7.20mm。
进一步地，所述叶片工作部分1截面F-F的截面高度H6为206.25mm，所对应的轴向宽度B6为66.47mm，弦长b6为85.69mm，进气角α6为80.77°，安装角βy6为 50.86°，型线最大厚度Dmax6为5.86mm。
进一步地，所述叶片工作部分1截面G-G的截面高度H7为247.5mm，所对应的轴向宽度B7为65.11mm，弦长b7为86.67mm，进气角α7为95.73°，安装角βy7为 47.50°，型线最大厚度Dmax7为4.59mm。
在叶型造型时，根据20-30MW等级对叶片参数的要求，当选取以上参数值时，叶型的弯度分布、压力分布、攻角更趋于合理，可有效控制端区分离严重的问题，并保证在变工况下安全性和高效性的有机结合。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本实用新型整体构思下的不同实现方式，而且本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片，包括：叶片工作部分(1)和叶根(2)，叶片工作部分(1)和叶根(2)按顺序由上到下制成一体，所述叶片工作部分(1)的型线为变截面扭叶片，其截面面积沿叶片高度形状不同，由底部至顶部截面逐渐减小，相邻两截面间有相对扭转，其特征在于，所述叶片工作部分(1)总高度H为247.5mm，叶片工作部分(1)以靠近叶根(2)的截面A-A为基准，由下至上依次定义为截面B-B、截面C-C、截面D-D、截面E-E、截面F-F和截面G-G，且截面A-A、截面B-B、截面C-C、截面D-D、截面E-E、截面F-F和截面G-G的截面高度H变化范围在0～247.5mm之间，与之对应的轴向宽度B的变化范围在65.11～74.76mm之间、弦长b的变化范围在79.86～86.67mm之间、进气角α的变化范围在21.26°～95.73°之间、安装角βy的变化范围在47.5°～67.58°区间、型线最大厚度的变化范围Dmax的变化范围在4.59～13.47mm之间、出气边厚度DE为1.59mm。
2.如权利要求1所述的一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片，其特征在于：所述叶片工作部分(1)在截面A-A的截面高度H1为0.00mm，所对应的轴向宽度B1为74.76mm，弦长b1为79.93mm，进气角α1为21.26°，安装角βy1为67.58°，型线最大厚度Dmax1为13.47mm。
3.如权利要求1所述的一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片，其特征在于：所述叶片工作部分(1)截面B-B的截面高度H2为41.25mm，所对应的轴向宽度B2为72.85mm，弦长b2为79.86mm，进气角α2为31.48°，安装角βy2为63.89°，型线最大厚度Dmax2为11.73mm。
4.如权利要求1所述的一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片，其特征在于：所述叶片工作部分(1)截面C-C的截面高度H3为82.5mm，所对应的轴向宽度B3为71.08mm，弦长b3为80.57mm，进气角α3为42.39°，安装角βy3为60.22°，型线最大厚度Dmax3为10.11mm。
5.如权利要求1所述的一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片，其特征在于：所述叶片工作部分(1)截面D-D的截面高度H4为123.75mm，所对应的轴向宽度B4为69.45mm，弦长b4为81.84mm，进气角α4为54.16°，安装角βy4为58.34°，型线最大厚度Dmax4为8.60mm。
6.如权利要求1所述的一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片，其特征在于：所述叶片工作部分(1)截面E-E的截面高度H5为165mm，所对应的轴向宽度B5为67.91mm，弦长b5为83.56mm，进气角α5为66.88°，安装角βy5为54.47°，型线最大厚度Dmax5为7.20mm。
7.如权利要求1所述的一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片，其特征在于：所述叶片工作部分(1)截面F-F的截面高度H6为206.25mm，所对应的轴向宽度B6为66.47mm，弦长b6为85.69mm，进气角α6为80.77°，安装角βy6为50.86°，型线最大厚度Dmax6为5.86mm。
8.如权利要求1所述的一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片，其特征在于：所述叶片工作部分(1)截面G-G的截面高度H7为247.5mm，所对应的轴向宽度B7为65.11mm，弦长b7为86.67mm，进气角α7为95.73°，安装角βy7为47.50°，型线最大厚度Dmax7为4.59mm。
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| CN201821601282.0U CN208816191U (zh) | 2018-09-29 | 2018-09-29 | 一种燃气轮机用涡轮的第四级动叶片 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110410155A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-05 | 西安陕鼓动力股份有限公司 | 两级轴流透平叶型及其高煤炉热量回收装置 |
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2018
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| CN110410155A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-05 | 西安陕鼓动力股份有限公司 | 两级轴流透平叶型及其高煤炉热量回收装置 |
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