RU2008149142A

RU2008149142A - Способ проектирования многоступенчатой турбины турбомашины

Info

Publication number: RU2008149142A
Application number: RU2008149142/06A
Authority: RU
Inventors: Жан-Мишель ГИМБАР (FR); Жан-Мишель ГИМБАР; Оливье КЮЭНИ (FR); Оливье КЮЭНИ; Эрик ШВАРЦ (FR); Эрик Шварц
Original assignee: Снекма (Fr); Снекма
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2010-06-20
Also published as: EP2071127A1; CN101457655A; EP2071127B1; CN101457655B; FR2925106A1; US8083476B2; JP2009144716A; FR2925106B1; US20090155062A1; CA2647051A1; CA2647051C

Abstract

1. Способ проектирования многоступенчатой турбины (10) турбомашины, при этом каждая ступень турбины содержит лопаточную систему (12) статора и лопаточную систему (14) ротора, каждая из которых образована кольцевым рядом лопаток (16, 20), при этом лопаточные системы статора (или ротора соответственно) содержат, каждая, одинаковое число лопаток или число лопаток, кратное числу лопаток лопаточной системы такого же типа, находящейся спереди, отличающийся тем, что для всех лопаточных систем статора или ротора он заключается в том, что ! а) одновременно изменяют геометрию лопаток разных лопаточных систем для спрямления спутных струй задник кромок этих лопаток, по существу, по всему радиальному размеру лопаток, затем ! b) позиционируют лопаточные системы (12, 14) в угловом направлении относительно друг друга таким образом, чтобы спутные струи лопаток статора (или ротора соответственно) ступени n ударялись с определенным угловым допуском о передние кромки лопаток статора (или ротора соответственно) задней ступени n+1 для реализации многоступенчатой аэродинамической связи одновременно на всей турбине. ! 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе а) он заключается в том, что ! 1) определяют геометрию лопаток (16, 20) разных лопаточных систем (12, 14), по существу, по всему радиальному размеру лопаток, ! 2) определяют средний поток газов вокруг лопаток разных лопаточных систем, по существу, по всему радиальному размеру лопаток, например, путем вычисления осесимметричного потока на всей турбине, ! 3) определяют изменение спутных струй лопаток разных лопаточных систем и ! 4) проверяют, чтобы спутные струи лопаток статора (или ротора соответс

Claims

1. Способ проектирования многоступенчатой турбины (10) турбомашины, при этом каждая ступень турбины содержит лопаточную систему (12) статора и лопаточную систему (14) ротора, каждая из которых образована кольцевым рядом лопаток (16, 20), при этом лопаточные системы статора (или ротора соответственно) содержат, каждая, одинаковое число лопаток или число лопаток, кратное числу лопаток лопаточной системы такого же типа, находящейся спереди, отличающийся тем, что для всех лопаточных систем статора или ротора он заключается в том, что

а) одновременно изменяют геометрию лопаток разных лопаточных систем для спрямления спутных струй задник кромок этих лопаток, по существу, по всему радиальному размеру лопаток, затем

b) позиционируют лопаточные системы (12, 14) в угловом направлении относительно друг друга таким образом, чтобы спутные струи лопаток статора (или ротора соответственно) ступени n ударялись с определенным угловым допуском о передние кромки лопаток статора (или ротора соответственно) задней ступени n+1 для реализации многоступенчатой аэродинамической связи одновременно на всей турбине.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе а) он заключается в том, что

1) определяют геометрию лопаток (16, 20) разных лопаточных систем (12, 14), по существу, по всему радиальному размеру лопаток,

2) определяют средний поток газов вокруг лопаток разных лопаточных систем, по существу, по всему радиальному размеру лопаток, например, путем вычисления осесимметричного потока на всей турбине,

3) определяют изменение спутных струй лопаток разных лопаточных систем и

4) проверяют, чтобы спутные струи лопаток статора (или ротора соответственно) ступени n были, по существу, параллельны, с определенным допуском угла, передним кромкам лопаток статора (или ротора соответственно) задней ступени n+1 соответственно.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что, если результат проверки на этапе 4) является отрицательным, он дополнительно заключается в том, что

5) модифицируют геометрию лопаток (16, 20) разных лопаточных систем (12, 14) по всему радиальному размеру лопаток,

6) проверяют аэродинамическое поведение модифицированных лопаток, например, при помощи вычислений стационарных потоков в двух или трех измерениях для каждой лопаточной системы, и

7) возобновляют этапы 2), 3) и 4).

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что геометрические модификации лопаток на этапе 5) определяют при помощи алгоритма оптимизации.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что этапы 5), 6) и 7) повторяют один или несколько раз, до тех пор, пока результат проверки на этапе 7) не будет положительным.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что геометрию лопаток (16, 20) различных лопаточных систем (12, 14) модифицируют, изменяя один или несколько параметров, выбранных, например, из пространственного распределения лопаток, кривизны лопаток, угловых положений передних и задних кромок лопаток.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что во время модификации геометрии лопаток (16, 20) лопаточной системы сохраняют среднее распределение нагрузок этой лопаточной системы.

8. Способ по п.3, отличающийся тем, что после этапа 4) или 7) проверяют аэродинамическое поведение турбины, анализируя изменение газов в турбине, например, при помощи вычисления стационарного потока в трех измерениях.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе b) он заключается в том, что

i) идентифицируют, например, по меньшей мере, путем вычисления нестационарного потока, оптимальное угловое положение лопаточной системы (12, 14) статора (или ротора соответственно) каждой ступени n+1 по отношению к лопаточной системе статора (или ротора соответственно) передней ступени n и к спутным струям лопаток лопаточной системы этой ступени n и

ii) позиционируют в угловом направлении лопаточные системы относительно друг друга от входа к выходу таким образом, чтобы спутные струи, образованные лопатками (16, 20) лопаточной системы статора (или ротора соответственно) ступени n ударялись с определенным угловым допуском о передние кромки лопаток статора (или ротора соответственно) задней ступени n+1.

10. Способ изготовления многоступенчатой турбины турбомашины, отличающийся тем, что турбину проектируют при помощи способа по п.1, затем выполняют эту турбину.

11. Турбомашина, такая как авиационный турбореактивный или турбовинтовой двигатель, отличающаяся тем, что содержит турбину, выполненную при помощи способа по п.10.