燃气轮机压气机叶片涂层的高温适应性研究

为探究压气机叶片涂层在更多级叶片上的应用情况,研究了富铝无机盐涂层和铝基硬质涂层的高温适应性,利用光学显微镜、粗糙度测试仪、扫描电子显微镜、能谱仪和拉伸试验机分别测试了涂层厚度、表面粗糙度、微观组织、元素分布和拉伸结合强度。结果表明：富铝无机盐涂层的厚度为40～60μm,喷涂态和热处理后涂层的表面粗糙度分别为0.570～0.685μm和0.734～0.842μm,微观组织在460℃、2 000 h内保持稳定,热失效过程涂层中的铝元素向基体快速扩散,金属基体氧化,拉伸结合强度降低;铝基硬质涂层厚度为8～12μm,喷涂态和热处理后涂层的表面粗糙度分别为0.324～0.486μm和1.054～1.275μm,微观组织在460℃、1 001 h内保持稳定,热失效过程观察到(Fe, Cr)Al金属间化合物生成,拉伸结合强度约为40 MPa;热处理温度越高、时间越长,铝基涂层越不稳定,当温度不高于460℃时才可满足服役要求。     

压气机叶片的实验模态分析及参数识别

本文阐述了压气机扭曲叶片的实验模态分析方法,对某船用燃气轮机的压气机第一级叶片进行试验得出了前8阶模态参数。由于压气机叶片是一种扭曲度大,阻尼小,结构轻薄的构件,所以在模态测试及参数识别     

轴流压气机叶片优化设计

开发了基于梯度法的数值优化程序,并与三维粘性流场求解程序相结合对跨音压气机动叶片进行了以绝热效率最大为目标的三维气动优化设计。先对其进行了沿弦长方向掠设计,绝热效率可提高约0．65％。再对所得掠叶片进行叶型中弧线优化设计得到最终叶片,与初始叶片相比绝热效率提高达1．05％。优化结果表明,动叶片的单纯掠型叶片改进气动性能有限,而弦向掠与中弧线的联合优化设计可以显著改善叶片排内流动状况,并具有良好的变工况性能。     

压气机叶片的热处理

介绍了GE压气机叶片对生产厂家的各项要求及GTD-450材料的热处理规范。     

汽轮机叶片涂层及涂层制备工艺特点

锅炉管道中脱落的坚硬氧化铁皮微粒引起汽轮机部件腐蚀，特别是动叶片和静叶片腐蚀。为了给汽轮机叶片选择一种防腐蚀涂层，选择了六种涂层工艺包括十种涂层，通过对涂覆后的叶片材料进行腐蚀试验、金相学及机械性能实验评估涂层工艺及涂层性能。本文介绍了磨蚀试验及金相学研究结果并讨论了涂层组织与抗腐蚀能力的关系。     

压气机后掠式叶片

据“Gas Turbine World”1992年9—10月号报道,由美国国防和防卫先进研究规划机构制定的综合性能涡轮发动机技术(IHPTET)包括了美国先进燃气轮机技术中的全部主要项目,该计划对美国今后军用宇航推进系统具有产生巨大变化的影响。IHPTET的一项重要内容是采用先进的     

基于流固耦合的压气机叶片结构分析

采用弱耦合的方式,通过workbench软件中的MFX-ANSYS/CFX耦合平台对涡轮增压器的压气机结构进行了仿真模拟。得到了在流体作用下压气机叶片的变形与应力分布情况,以及叶片的在不同转速下的各阶固有频率,为压气机的结构优化、控制叶片振动提供了理论依据。     

叶片厚度及叶片数对离心式压气机效率的影响研究

本文针对压气机叶轮的叶片厚度和叶片数进行数值模拟计算,在分析其内部流场的基础上,探究其对压气机效率的影响。研究结果表明:随着叶片厚度的增加,压气机效率有所降低,但衰减幅度逐渐减小;在恒定转速下,随着流量的增加,叶片厚度减小引起的效率改善量逐渐增加;在恒定流量下,随着转速的升高,叶片厚度减小引起的效率改善量逐渐降低;叶片数增加可以改善流动,但效率变化需要考虑摩擦损失;厚度较大的叶片的效率对于叶片数变化更加敏感。     

离心压气机叶轮叶片加工干涉计算机辅助分析

<正> 1 前言离心压气机叶轮叶片的形状,对叶轮的流场和性能有重要的影响。为了研制高性能的压气机,在给出叶片叶轮形状之后,需进行叶轮三元流场计算。根据流场情况,调整叶片叶轮形状,以优选出流场好、预期性能较佳的叶轮。在叶轮转速高的情况下,还需进行叶片动静强度校核,以保证压气机能持久安全的运行。加工压气机叶轮时常存在干涉(过切)现象。文献[1]曾对此进行过分析探讨,指出用指状或柱状铣刀的侧面加工叶片时,铣刀面同一母线上各点法线方向相同,而非可展曲面的直纹面叶片的直母线上各点法线方向     

压气机叶片扭转度加工超差分析与研究

为了研究压气机叶片加工过程中常见的扭转度超差现象对压气机性能和流场的影响,本文采用数值模拟手段,结合理论分析方法,对单级轴流压气机动、静叶各3个典型制造截面(20%、50%和70%相对叶高)处的扭转度超差进行了详细的研究和分析。结果表明,动叶70%叶高截面的扭转度超差对压气机等熵效率和总压比的影响最为显著。进一步的敏感性分析指出,扭转度的变化与压气机的总性能参数呈负线性的变化趋势。     

某型发动机低压压气机转子叶片断裂分析

针对某型发动机低压压气机第2级转子叶片于飞机起飞时发生的断裂故障，通过外观检查、断口表 面检查、成分分析、硬度测试、强度计算以及对叶片修理过程排查等手段，对故障叶片断裂性质和产生原因进 行分析。结果表明：叶片故障为疲劳断裂，断口疲劳裂纹起源于叶根转接圆弧处的凹坑损伤边缘。强度计算 显示叶片凹坑损伤处叶身最大静应力比正常叶片增加42. 8%，振动应力增加58%，应力增加、强度降低是促 使故障叶片产生疲劳裂纹的主要原因。在叶片修理转运过程中叶片与转运工装铁质部件发生磕碰造成凹坑 损伤，该缺陷在现有修理工艺中具有较强的隐蔽性。提出在叶片喷丸工序前增加表面质量检查，将叶片转运 工装用材料由木质和铁质部件结合改为整体塑料成型，以避免类似故障的发生。     

高压压气机末级转子叶片振动特性分析

某高压压气机末级转子叶片曾多次发生掉角故障,目前为排除故障多采取局部削角的措施。为分析故障原因和排故后的效果,针对故障叶片和改进后的叶片进行有限元模态分析和振动特性试验,绘制坎贝尔图发现叶片在工作转速下可能会发生双扭复合共振,通过频率响应计算,定性分析了叶片的位移和Von-Mises应力响应变化,发现叶片削角后振幅略有增大,等效应力略有减小。结果表明,虽然削角不能使叶片避开共振区间,但是降低了振动应力水平,从而提高了叶片的抗振能力。     

层流压气机叶片设计中的关键问题

层流压气机叶片是一种为使通流部分尽可能保持更大范围层流状态而设计的叶片。它能显著提高压气机的气动效率与变工况性能。这种叶片具有最大厚度位置靠后,前缘半径较小,吸力面表面比较平坦等特点。本文通过对主要相关文献的回顾,归纳出层流压气机叶片需要解决的关键基础问题,提出叶型的气动性能与叶片型线一阶导数、二阶导数分布的不连续程度密切相关的观点。建议在不同雷诺数、不同马赫数区域(超音区、亚音区及激波处)及不同压力梯度(顺压区、逆压区)条件下,研究叶片气动性能对叶片型线一阶导数、二阶导数分布的不连续程度的敏感性,找出他们之间的客观规律,为层流压气机叶片的设计、制造及性能预估过程中解决型线离散的偏差问题提供基本准则。     

9FA燃气轮机压气机叶片断裂故障及预防处理

介绍了几起9FA型燃气轮机压气机叶片断裂事故情况,分析R0级断裂原因为叶片第2阶振动落入kn共振区域,S1级断裂原因为叶片第7阶振动落入zn共振区域,与叶片设计、制造和安装因素有关。加强压气机定期检查可降低事故发生概率,对压气机升级改造可有效避免同类事故发生。     

MS6001型燃气轮机压气机一级动叶片断裂分析

该文通过对ＭＳ６００１型燃气轮机压气机一级动叶片断裂的事故原因进行了多方面的分析，并总结了事故教训和提出防止事故的对策，以供其它电厂同类机组维护时借鉴。图３参３     

某燃气轮机压气机叶片振动特性研究

针对某燃气轮机压气机叶片断裂故障,通过理论计算和试验方法,对故障级叶片在与轮盘耦合条件下的振动特性进行了研究分析。理论计算叶片动频时考虑了旋转离心力和温度载荷的影响,利用有限元计算程序ANSYS WORKBENCH循环对称分析功能和接触分析功能,完成了压气机叶片振动分析,通过坎贝尔图得到叶片1阶弯曲共振转速为6 900 r/min。随后,在整机状态下,利用非接触式微波测量方法,对该级动叶进行了振动测试,获得的叶片1阶弯曲共振转速为6 988 r/min,实测得到的共振转速与理论计算结果吻合,为故障的进一步排查提供有利的理论和试验依据。     

燃气轮机压气机动叶片设计与计算

利用传统压气机叶片亚音速设计方法,针对某重型燃气轮机压气机某级动叶片,采用等环量与等进口气流角沿径向气流参数分布规律的方法设计了两种叶片。利用数值模拟的方法对两种叶片在额定工况与变攻角工况下的气动性能进行分析,探究了传统叶片设计方法在重型燃轮机设计中的可行性与适用范围。计算结果表明,本设计在压气机叶片中径处来流气体相对马赫数低于0.6的情况下是比较成功的,该方法可以应用于重型燃气轮机压气机和低亚声速级的叶片设计中。     

某燃气轮机压气机叶片振动特性研究

针对某燃气轮机压气机叶片断裂故障,通过理论计算和试验方法,对故障级叶片在与轮盘耦合条件下的振动特性进行了研究分析。理论计算叶片动频时考虑了旋转离心力和温度载荷的影响,利用有限元计算程序ANSYS WORKBENCH循环对称分析功能和接触分析功能,完成了压气机叶片振动分析,通过坎贝尔图得到叶片1阶弯曲共振转速为6 900 r/min。随后,在整机状态下,利用非接触式微波测量方法,对该级动叶进行了振动测试,获得的叶片1阶弯曲共振转速为6 988 r/min,实测得到的共振转速与理论计算结果吻合,为故障的进一步排查提供有利的理论和试验依据。     

压气机叶片多工况气动优化设计研究

采用数值优化方法对跨声速压气机转子叶片进行了多工况气动优化设计,并对设计前后的几何形状、总体性能及流场的变化进行了详细的分析对比。结果表明,压气机转子前缘激波后掠可以有效地降低损失。优化后叶片的变工况性能非常好。各个工况点的质量流量基本不变,并且叶片稳定工作范围有所扩大。     

风力机叶片涂层风蚀过程的有限元分析

利用有限元瞬态动力学方法分析了单个球形二氧化硅粒子对叶片聚氨酯涂层的冲蚀过程。数值模拟结果表明,涂层表面的冲蚀坑以及唇口断裂损伤与实际环境中受到的损伤特征非常接近,聚氨酯涂层在90°冲蚀角度下的耐冲蚀性能强于45°冲蚀角度下的耐冲蚀性能;风速垂直分量的大小以及涂层与颗粒接触时间是涂层微观结构发生屈服的主要因素;冲击载荷应力以波的形式在结构内传播,与数值模拟动态显示下的应力传播相一致。