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《燃氣輪機高壓渦輪葉頂間隙變化規(guī)律的有限元分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第6卷第6期中國艦船研究V01．6No．6墊!!堡!蘭旦璺塾i翌竺!!!!翌生垡曼!亞墾竺竺豎墾望塹：墊!!doi：10．3969／j．issn．1673—3185．2011．06．016燃氣輪機高壓渦輪葉頂問隙變化規(guī)律的有限元分析劉永葆1房友龍21海軍工程大學船舶與動力學院．湖北武漢4300332中國人民解放軍91663部隊．山東青島266012摘要：高壓渦輪葉頂間隙會直接影響到燃氣輪機的功率、效率、油耗和壽命。利用有限元等軟件，建立了葉片、輪盤和機匣外環(huán)的實物模型；通過熱結(jié)構(gòu)耦合分析。計算得到各自在溫度場和離心力場作用下的徑向位移．進而得到葉頂間隙變化規(guī)律，并進行
2、了分析。計算結(jié)果表明：溫度場變化是引起葉片和輪盤徑向變形的主要因素：離心力對輪盤徑向變形的作用比對葉片徑向變形的作用要顯著得多：熱和離心力變化是間隙變化的兩個主要因素；葉片、輪盤和機匣的熱響應不一致以及離心力對轉(zhuǎn)子的拉伸作用導致其徑向膨脹變形不匹配。進而引起間隙變化；快速增減速度對間隙的影響最為明顯。關(guān)鍵詞：燃氣輪機；葉頂間隙；有限元分析；ANSYS；Hypermesh中圖分類號：U664．1文獻標志碼：A文章編號：1673—3185(2011)06—78—05TheFiniteElementAnalysisforHPTBladeTipClearanceVariati
3、onofGasTurbineLiuyD咿ba01FangYou-lonf1CoHegeofNavalArchitectureandPower，NavalUniviversityofEngineering，Wuhan430033，China2The91663耐UnitofPLA，Qingdao266012，ChinaAbstract：Thebladetipclearancevariationofthehighpressureturbine(HPrr)hassignificanteffectonthepower，theefficiencyandtheservicecycl
4、eofgasturbine．Thefiniteelementmodelsoftheblade，thediskandtheshroudwerebuilt．Theradialdisplacementswerecalculatedbythethermalstructuralcouplingmethod．Theregulationofthebladetipclearancevariationatthepracticalworkingstatesoftheturbinewasalsoanalyzed．Theresultsshowthatthetemperaturedominat
5、esthedisplacementsofbladeanddisk．Andthecentrifugalforcehas鋤extendingeffectontherotorthanthatoftheblade．Theradialdisplacementsofthemarenotmatching，thusleadtoclearancechanges．ThethermalandthecentrifugalforcearethetwomajorfactorsforthevariationoftipclearancewhichWasinducedbythedisharmonyof
6、radialdisplacements．Rapidacceleratinganddeceleratinghasthemostsignificanteffectontheclearance．Keywords：gasturbine；bladetipclearance；finiteelementanalysis；AaNSYS；Hypermesh1引言減小燃氣輪機的葉頂間隙．是提高燃氣輪機功率和效率、改善其工作穩(wěn)定性、減少燃油消耗和排放、延長其使用壽命豹有效途徑之一。燃氣輪機燃油消耗率和排氣溫度與高壓渦輪葉頂間隙也有直接的關(guān)系。Wisemantl】指出高壓渦輪葉頂間隙每增加0
7、．254mm，燃油消耗率將近似增加l％，排氣收稿日期：201l一06—29基金項目：國家自然科學基金創(chuàng)新研究群體科學基金資助(50721005)作者簡介：劉永葆(1967一)，男，博士，教授。研究方向：艦船動力及熱力系統(tǒng)的監(jiān)測、控制與故障診斷。E—mail：yongbaoliuC田ahoo．com．ca通信作者：房友龍(1986一)，男，碩士，助理工程師。研究方向：艦船動力及熱力系統(tǒng)的監(jiān)測與故障診斷。E-mail：dragon686@163．eom第6期劉永葆等：燃氣輪機高壓搞輪葉頂問隙變化規(guī)律的有限元分析79溫度增加10℃。美國GE公司對CF6-5
