可倒车燃气轮机切换机构过渡工况流动分析

以某船用燃气轮机切换机构为研究对象,以切换机构挡板处于30%开度时为例,进行可倒车涡轮过渡工况下切换机构的流动规律和损失机理研究。对挡板、上下端壁、机械臂和挡板上方肋板结构等结构复杂处做网格加密设置,然后进行网格无关性验证,最后开展数值模拟研究。研究发现:在过渡工况下,正车通道的损失为挡板之间间隙引起的对称大尺度旋涡和下壁面处形成的回流区损失,倒车通道的损失源于流体流过机械臂的绕流作用引起的连杆后方局部低能流体回流区。

双层涡轮叶片应力计算与分析

为了对可倒车燃气轮机中双层涡轮叶片应力进行分析,以双层涡轮叶片为研究对象进行反转状态下叶片的换热分析,并基于ANSYS-Workbench软件在正车额定工况及倒车额定工况下完成了双层涡轮叶片的应力计算。结果表明:叶片在反转状态下会不断与周围空气产生摩擦,使得叶片温度大幅升高,降低了叶片应力;对叶片采取冷却措施后,双层涡轮叶片的大应力位置主要位于过渡段,通过随形加强筋及空心倒车叶片的优化方案,可使得正车额定工况下的叶片强度储备系数由1.1增加至1.65,满足了叶片强度设计要求。