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题目:某型航机改燃机动力涡轮间隙研究

关键词:燃气轮机;动力涡轮;热—固耦合;间隙

  摘要

涡轮间隙对燃气轮机性能有较大的影响,对涡轮间隙进行计算和研究可以为工程设计提供参考,从而提高燃气轮机的工作性能、可靠性和耐久性,有助于提升涡轮部件的设计效率。本文综述了国内外燃气轮机涡轮间隙研究现状,阐述了航机涡轮间隙的特点和重要性及航机与燃机的区别。介绍了涡轮间隙计算的理论并对影响涡轮间隙的各种因素进行整理和分析,总结了涡轮间隙的构成,针对航机改燃机的工作特点,制定了一套涡轮间隙研究方法。首次以整个动力涡轮部件为研究对象,对计算模型进行了相应简化。用热—固耦合方法研究某型航机改燃机涡轮部件稳态径向间隙,在此过程中,对相同模型分别采用直接耦合法和顺序耦合法计算并进行了比较,对同一部件用轴对称模型和循环对称模型进行计算并加以比较。汇总热应力和离心载荷以及其他因素引起的径向位移,根据结构变形关系计算得到整个涡轮部件的间隙值。通过比较各因素引起间隙变化值在总值中所占份额,分析导致间隙变化的主导因素和次要因素,对如何有效调整涡轮间隙值有一定指导意义。本研究实现了热—固耦合,得到的结果合理,表明本文所应用的涡轮间隙研究方法是可行的;此外,本研究为涡轮叶尖间隙的气—热—固一体化分析,也为今后的涡轮结构优化设计打下基础。