一种基于拓扑优化的燃气轮机气冷涡轮叶片快速设计方法

    公开(公告)号:CN117993126B

    公开(公告)日:2024-06-28

    申请号:CN202410402988.8

    申请日:2024-04-03

    Abstract: 本发明公开一种基于拓扑优化的燃气轮机气冷涡轮叶片快速设计方法,包括以下步骤:根据叶片陶芯的基本外轮廓,确定沿叶高方向的横截面数和沿流动方向的主要流路数,从而构建二维拓扑网格;冷气的入口和出口分别用n维行向量和m维列向量表示其通断情况;陶芯中部区域使用多个m维列向量表示其内部冷却结构;将二维拓扑网格中的冷却特征结构按照相同连接逻辑用不同损失特性和流量系数的元件代替,搭建出一维流动网络;在代表冷气进出口的元件中设置相应的气动边界条件,通过优化算法最大化各个区域的加权平均内换热系数,从而快速确定冷气流路的拓扑结构,实现控制局部的流动特性和换热系数,达到增强冷却换热效果的目的。

    涡轮动叶长叶片
    2.
    发明授权

    公开(公告)号:CN114412577B

    公开(公告)日:2024-03-15

    申请号:CN202210081620.7

    申请日:2022-01-24

    Abstract: 本申请涉及涡轮叶片冷却技术领域,尤其是涉及一种涡轮动叶长叶片。涡轮动叶长叶片的叶身满足:H≥2L;H为叶身的高度,L为叶身的最大宽度。涡轮动叶长叶片的内部设置有用于供冷却介质流通的冷却结构,冷却结构位于涡轮动叶长叶片的下半部分,冷却结构满足:M≤0.5H;M为冷却结构在叶身内部的部分的最大高度。本申请通过将冷却结构设置于涡轮动叶长叶片的下半部分,使冷却结构在涡轮动叶长叶片的叶身内部的最大高度不超过叶身高度的一半,以对涡轮动叶长叶片的应力较大的下半部分进行冷却降温,满足涡轮动叶长叶片的冷却需求,同时避免了在叶身上半部分去除内部材料以形成冷却结构的冷却流道而影响叶片的强度和使用寿命。

    一种可用于燃气轮机涡轮转子长叶片的冷却结构及方法

    公开(公告)号:CN118375491A

    公开(公告)日:2024-07-23

    申请号:CN202410634508.0

    申请日:2024-05-22

    Abstract: 本发明公开一种可用于燃气轮机涡轮转子长叶片的冷却结构及方法,叶根设有3个由调节挡板分隔形成的冷却空气进气通道,分别是第一空气入口、第二空气入口以及第三空气入口,叶片设有与上述3个冷却空气进气通道对应的前弦区域、中弦区域、尾弦区域;前弦区域包括展向通道和冲击射流结构;中弦区域包括蛇形通道结构;尾弦区域包括扰流柱结构;叶片上端设有若干分流隔板致使叶片上端形成3个冷气通道,且前弦区域、中弦区域、尾弦区域的出口至少连通一个冷气通道,通过分区域进行冷却的方式,对小径高比涡轮转子长叶片内部冷却结构进行了巧妙的设计,在使用较少的冷气量下实现了良好的冷却效果,同时保证了叶片的强度。

    一种基于拓扑优化的燃气轮机气冷涡轮叶片快速设计方法

    公开(公告)号:CN117993126A

    公开(公告)日:2024-05-07

    申请号:CN202410402988.8

    申请日:2024-04-03

    Abstract: 本发明公开一种基于拓扑优化的燃气轮机气冷涡轮叶片快速设计方法,包括以下步骤:根据叶片陶芯的基本外轮廓,确定沿叶高方向的横截面数和沿流动方向的主要流路数,从而构建二维拓扑网格;冷气的入口和出口分别用n维行向量和m维列向量表示其通断情况;陶芯中部区域使用多个m维列向量表示其内部冷却结构;将二维拓扑网格中的冷却特征结构按照相同连接逻辑用不同损失特性和流量系数的元件代替,搭建出一维流动网络;在代表冷气进出口的元件中设置相应的气动边界条件,通过优化算法最大化各个区域的加权平均内换热系数,从而快速确定冷气流路的拓扑结构,实现控制局部的流动特性和换热系数,达到增强冷却换热效果的目的。

    一种燃气轮机涡轮静叶内腔冷却结构

    公开(公告)号:CN117468993A

    公开(公告)日:2024-01-30

    申请号:CN202311603130.X

    申请日:2023-11-28

    Abstract: 本发明公开一种燃气轮机涡轮静叶内腔冷却结构,包括空心冷却静叶以及位于空心冷却静叶的空心内腔内的插芯;所述插芯表面设有若干冲击孔;空心冷却静叶一侧为叶背面,叶背面外侧设有若干前缘气膜孔;叶背面内侧设有至少两行朝向前缘气膜孔倾斜的冲击导流腔室,相对设置的两行冲击导流腔室之间形成朝向前缘气膜孔延伸的汇流通道,所述汇流通道前部设有整流腔室以及连通前缘气膜孔的集气腔室;每个所述冲击导流腔室上方均设有一个冲击孔;所述冲击孔、冲击导流腔室、汇流通道、整流腔室、集气腔室与前缘气膜孔形成冷却通道,能够实现叶背区域冷却气流流量的独立控制,从而实现叶背区域温度的独立调节,满足叶背侧金属温度的设计要求。

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