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《燃氣渦輪葉片復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計與數(shù)值研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、國內(nèi)圖書分類號：TK472學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.438密級：公開工程碩士學(xué)位論文燃氣渦輪葉片復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計與數(shù)值研究碩士研究生：史振導(dǎo)師：韓萬金教授申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科：動力工程所在單位：能源科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2015年6月30日授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TK472U.D.C:621.438DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPARAMETRICDESIGNANDNUMERICALRESEARCHOFGASTURBINECOOLINGST
2、RUCTURECandidate：ShiZhenSupervisor：Prof.HanWanjinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerEngineeringAffiliation：EnergyScience&EngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要燃氣輪機自問世以來，被廣泛應(yīng)用于航空、航海以及能源電力行
3、業(yè)，為了獲得更高的推重比和效率，渦輪前入口溫度被不斷提高，目前已經(jīng)遠遠超過葉片材料所能承受的范圍，為了保證渦輪葉片的正常工作，提高其使用壽命，必須采用復(fù)雜的冷卻技術(shù)。復(fù)雜的冷卻方式導(dǎo)致葉片總體的結(jié)構(gòu)繁雜，模型的建立和修改耗費大量時間，如何快速設(shè)計出滿足要求的冷卻結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。本文基于典型的氣冷渦輪葉片，提出了各種冷卻結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計方法，并對某型燃機一級導(dǎo)葉進行了冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計，分析了葉片各部位的流動換熱情況。在參數(shù)化設(shè)計中，本文將葉片整體結(jié)構(gòu)分解為冷卻通道、擾流肋、氣膜孔和沖擊孔幾個基本特征，利用MATLAB與UG二次開發(fā)相結(jié)合的方法，編寫了針對不同冷卻結(jié)構(gòu)
4、的參數(shù)化設(shè)計程序，并詳細介紹了設(shè)計思路。利用本套程序，在進行氣冷渦輪葉片的建模和修改時，只需輸入相應(yīng)的幾何參數(shù)即可快速生成新的葉片結(jié)構(gòu)，大大提高了設(shè)計效率。在對某型渦輪一級導(dǎo)葉的冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，本文先對葉片進行了只帶氣膜冷卻的結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)無冷卻結(jié)構(gòu)時葉片表面的溫度分布，確定出各排氣膜孔的位置，文中比較了葉片吸力面采用圓形、梯形和擴張型孔時的流動換熱情況，發(fā)現(xiàn)采用擴張型孔時具有較好的冷卻效果，最終確定葉片的前緣和壓力面采用圓形孔，吸力面為擴張型孔，尾部則采用劈縫的形式，并對葉片進行了數(shù)值模擬，分析了葉片不同位置處氣膜孔的流動換熱情況。結(jié)果表明，采用全氣膜覆蓋
5、冷卻時，葉片表面溫度已基本能達到設(shè)計要求。之后又在全氣膜冷卻葉片的基礎(chǔ)上添加了沖擊和擾流冷卻結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)沖擊和擾流冷卻結(jié)構(gòu)能有效的提高葉片內(nèi)壁面的換熱系數(shù)，使葉片整體的溫度得到進一步降低，但在復(fù)合冷卻葉片中，氣膜冷卻起著決定性作用。關(guān)鍵詞：燃氣渦輪；復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)；參數(shù)化設(shè)計；氣熱耦合；數(shù)值研究-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractWiththeadventofgasturbine,ithasbeenwidelyusedinaviation,navigationandpowerindustry.Inordertogetthehigherthrust
6、-weightratioandefficiency,theturbineinlettemperatureisrising.Currently,thetemperaturehasbeenfarmorethanthatthebladematerialcanbear.inordertoensuretheturbinebladescanworksafelyandimprovetheirlifespan,complicatedcoolingtechnologymustbeused.Thecomplexcoolingmethodmakesthebladestructur
7、ecomplicated,theestablishmentandmodificationofthemodeltakealongtime,sohowtodesignthecoolingstructurethatmeettherequirementsquicklyisimportant.Basedonthetypicalair-cooledblade,aparametricdesignmethodhasbeenraised.Thispaperalsodesignedthecoolingstructureoftheturbineblade,analyzedthef
8、lowandheattransferofthisbl
