考虑kick效应的汽轮机调节级叶片安全性分析

采用喷嘴配汽的汽轮机调节级,部分进汽不仅对机组的气动性能和效率产生影响,而且还会产生很强的汽流激振力,影响到其自身和整个机组的安全性能。文章首先基于ANSYS CFX,计算了某调节级叶片的全三维气动特性,对调节级非定常气动特性和汽流激振力的变化进行了研究,分析得到了动叶进出不进汽弧段所受到的汽流载荷急剧变化的现象,该现象被称之为调节级的kick效应;然后基于ANSYS的结构动力学模块,考虑kick效应对调节级动叶在考虑气流载荷下的动响应进行了分析;最后,根据动响应计算结果,对调节级的安全性进行了评价。整个研究过程和结论,对于调节级的安全性设计具有重要的工程参考价值和指导意义。

某型液体火箭发动机部分进气涡轮盘振动分析及改型设计

针对某液体火箭发动机部分进气自由叶片涡轮盘多次试车后在叶片型线根部和背弧出现疲劳裂纹的问题,采用三维弹塑性有限元法,考虑部分进气产生的Kick效应,计算了涡轮盘的静强度,得到了部分进气作用下叶片的静弯应力;考虑多场环境引起的预应力影响,计算了涡轮盘的模态,获得了涡轮盘固有频率和主振型;采用全环模型,计算了部分进气作用下涡轮盘的动态响应和动应力。在裂纹原因分析的基础上,对涡轮盘进行改型,在叶片顶部增加了围带,并对带围带涡轮盘进行了计算分析。结果表明:加围带后,涡轮盘叶片气流静应力下降了50%;气流力作用下的叶片动弯应力下降了65%;叶片之间以及叶片和轮盘之间耦合作用明显增强,涡轮盘固有振动模式发生转变,避免了叶片在共振频率附近发生的强迫振动;改型后显著降低了涡轮盘静应力及动弯应力,降低了出现裂纹的风险。