燃气透平叶片表面颗粒沉积特性数值研究进展

污染物颗粒在燃气透平叶片表面及冷却通道内的沉积将影响透平叶片的冷却特性和安全服役寿命。国外许多研究机构对燃气透平叶片表面污染物颗粒沉积特性及其与叶片气膜冷却的相互作用机制进行了持续研究。本文首次系统总结了近年来燃气透平叶片表面污染物颗粒沉积特性数值研究进展,重点介绍了燃气透平叶栅流道内污染物颗粒的沉积机制、颗粒沉积和脱离物理模型以及颗粒沉积与透平叶片冷却特性相互作用的数值模拟方法和研究成果。基于当前研究热点和发展趋势,结合作者的研究经历,指出了国内在研发先进燃气轮机透平冷却结构时应注意的问题和方向,为高效、燃料适应性更广的燃气轮机技术自主开发奠定基础。     

微粒撞击高参数汽轮机调节级喷嘴壁面特性研究

固体颗粒冲蚀严重影响超常参数汽轮机调节级喷嘴寿命.本文根据相似理论并借助PIV技术,进行了三种喷嘴内固体微粒运动特性及其材料抗冲蚀特性的试验研究,并通过三维数值模拟进一步研究了单一参数变化对粒子运动特性的影响.发现同一粒子再次撞击角度比初次撞击角度平均小5°～15°;约45%～80%的粒子撞击在离喷嘴出口边约15%的区域;粒子对前加载型线喷嘴有更严重的冲蚀,可以预测采用合适型线的后加载喷嘴或缩短喷嘴宽度能有效降低粒子冲蚀.     

汽轮机叶片材料抗固粒冲蚀磨损能力的试验研究

利用多种测试技术和试验方法解决了模拟超常气固两相流动过程中的一些特殊问题,较系统地进行了常温到610℃、粒子冲击速度从220 m/s到450 m/s及冲击角从15°到90°条件下氧化铁粒子对两种汽轮机叶片材料抗固粒冲蚀磨损能力的对比性试验研究.研究发现两种叶片材料都呈现出塑性材料的冲蚀特性,最大冲蚀率发生在冲击角约25°和20°处;两种叶片材料冲蚀率的速度指数为2.8～3.0和2.25～2.55,且随温度的变化特性相反.