燃气轮机高压涡轮盘超速预应力试验研究

为了降低涡轮盘的服役应力、提高涡轮盘的寿命和可靠性,对加工过程中未去应力的涡轮盘试验件进行超速预应力试验,并对试验前后的轮盘试验件进行残余应力测试。研究表明:超速预应力试验可以对轮盘的关键部位(盘心)预制残余压应力,残余周向应力计算值与测量值相比误差为9.2%;超速预应力试验可以降低轮盘表面的残余应力,与试验前相比残余周向应力最大降幅达58%;超速预应力试验可以提高轮盘的服役寿命,与试验前相比寿命预测提升1倍。

燃气轮机过渡段气动优化设计

为研究燃气轮机过渡段高效气动设计方法,以某型燃气轮机过渡段为研究对象,在给定的气动边界和几何限制条件下,按照过渡段坡角设计、上下端壁型线优化设计、支柱型式选取的思路,采用CFD数值仿真方法,对过渡段气动设计方法进行研究。首先,对比过渡段坡角为14°,19°,24°条件下的过渡段性能及下游动力涡轮比功;然后,对过渡段上、下端壁型线进行优化;最后,对比支柱对过渡段气动性能的影响,采用截面面积由下至上减小和截面面积不变两种型式,根部截面面积保持一致,完成过渡段气动优化设计。结果表明:坡角为19°条件下过渡段气动性能最优;在1.0工况下,相比原型型线优化后的过渡段总压恢复系数由0.9948提高到0.9951,静压升系数由2.4504提高到2.5952,过渡段出口马赫数由0.2176降低到0.1995,出口静压分布更为均匀;截面面积由下至上递减的支柱型式过渡段气动性能更优。

船用轴流压气机推力轴承特性计算及试验研究

为获得某新型推力轴承在某船用轴流压气机中的工作特性并进行试验验证,基于ARMD-Bearings软件及自编程序对推力轴承特性进行了模拟计算,在全尺寸高速大推力滑动轴承试验台上进行了轴承特性试验研究,并在实机台架试验中对轴瓦温度进行了监测。计算分析了15种工作条件下油膜的压力、厚度、温度、刚度、阻尼及能量损失与推力和转速关系。轴承特性试验主要包括9种稳定工况下的性能试验,以及轴承超载、超速试验中每块轴瓦表面温度及油膜压力的测量。结果表明:模拟计算结果及试验测试得到的油膜温度、压力随推力及转速变化规律基本一致;轴瓦表面最大油膜压力位于支承块背部附近,与推力基本呈线性关系;转子转速越低、推力越大,则油膜厚度越小、油膜刚度及阻尼越大;转子转速越高、推力越大,则油膜温度越高、能量损失越大;在设计点轴承运行参数均有一定安全裕度,该推力轴承可以满足机组使用要求。

某压气机轮盘破裂转速分析与试验验证

为研究轮盘破裂转速分析方法并提高破裂转速预测精度,基于平均应力法和极限应变法对某型大功率燃气轮机压气机轮盘破裂转速进行分析。通过后续开展的轮盘超速及破裂试验,对轮盘应变、残余变形及起始破裂位置进行了验证。研究结果表明:轮盘破裂转速分析结果与试验相符,压气机轮盘的主要破裂形式为子午面破裂;与平均应力法相比,极限应变法预测精度更高,并且可以准确预测起始破裂位置。