涡轮三维叶片气动优化设计集成及应用

采用商业优化设计平台i SIGHT FD,集成涡轮平面叶栅造型程序、叶片三维积叠程序、流道设计软件、网格划分软件Turbo Grid、流场分析软件CFX,开发了涡轮三维叶片气动优化集成系统。该系统由流道优化集成系统、基准截面(根、中、尖)优化集成系统和三维积叠优化集成系统组成。采用该优化集成系统,对弹用发动机低压涡轮导向器进行了三维气动优化设计。结果表明:导向器叶片表面载荷分布明显改善;能量损失较原型降低约7%;在未改变低压涡轮转子的情况下,低压涡轮级气动效率略有提升。

组合曲面叶片的螺旋加工刀位轨迹生成

为提高叶片加工质量和改进现有螺旋加工方法,提出了一种新的针对组合曲面造型叶片的四轴螺旋加工方法。该方法在叶片曲面造型过程中,将叶片曲面分割为叶盆、叶背、前缘和后缘四个区域。根据组合曲面叶片造型,提出了组合曲面叶片螺旋加工刀位轨迹生成方法和切触点的计算公式。最后,基于UG软件平台,以二次开发方式编制了相应的数控编程模块,生成了连续光滑的叶片螺旋加工刀位轨迹。试验结果表明,该方法能够实现叶片的四坐标螺旋加工,并可有效提高叶片的加工质量。

双级带冠整体涡轮叶盘数控电火花加工路径规划

由于双级带冠整体涡轮叶盘具有结构通道狭小、叶片扭曲的特点,传统数控加工时刀具可达性差,多轴数控电火花加工是其主要的加工方法。针对在电火花加工过程中成型电极复杂、路径规划困难等问题,采用逆向搜索算法进行轨迹规划。首先,完全填充叶盘相邻叶片通道,其次,在对电极减厚的基础上,使电极在通道内进行平移和旋转运动,进行干涉检查及电极厚度优化,直至生成优化成型电极或剖分电极及相应电火花加工轨迹。通过验证,表明设计的电极在双级带冠整体涡轮叶盘的数控电火花加工中可行,路径规划合理。

汽轮机热力设计平台

介绍一套集汽轮机热力设计计算、产品数据库管理、热力性能图表生成于一体的设计平台。使用该平台能够直观、快速、高效地进行汽轮机通流部分及热力方案设计。文章阐述了汽轮机通流部分及热力方案设计和数据库系统的运行环境、总体结构、各子系统结构与功能以及开发中的技术要点。

整体喷嘴环电火花清根加工关键技术

针对整体喷嘴环叶片与缘板间的新型过渡圆角加工问题,采用数控铣削+电火花加工的组合工艺,对整体喷嘴环电火花清根加工技术进行了研究。提出一种电火花清根加工专用电极设计方法,采取周向压缩和径向压缩的策略,定义径向最佳压缩方向并进行求解,使得电极在保留通道过渡圆角区域型面的同时,体积在一定范围内可调。提出一种电极移出轨迹设计方法,利用运动空间边界快速获得无干涉轨迹。通过电火花清根加工实验结果表明,加工出的过渡圆角满足图纸要求,采用电火花加工方法,可完成数控铣削难以加工的特殊过渡圆角区域的加工。

运用现代CFD方法设计高效率的汽轮机(英文)

论述了运用现代计算流体动力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)技术设计高效率汽轮机的方法,典型应用的实例有全三维叶片级流场、叶片汽封和排汽蜗壳计算。计算结果和实际是相符的。进一步对结构性单元和非结构单元程序的计算结果进行了比较,已证明,非结构单元CFD程序用于复杂形状的流场计算时,结果与实际相当一致,并具有独特的功能。

运用现代CFD方法设计高效率的汽轮机(续前期)(英文)

论述了运用现代计算流体动力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)技术设计高效率汽轮机的方法,典型应用的实例有全三维叶片级流场、叶片汽封和排汽蜗壳计算。计算结果和实际是相符的。进一步对结构性单元和非结构单元程序的计算结果进行了比较,已证明,非结构单元CFD程序用于复杂形状的流场计算时,结果与实际相当一致,并具有独特的功能。

提高汽轮机的效率

文章介绍了提高汽轮机效率的各种措施，如改善叶型设计；减少二次流损失；改造汽封，减少泄漏损失；研制长叶片，减少排汽损失等，并介绍了应用成果。