[发明专利]一种用于高转速燃气轮机上跨音速压气机的次首级叶片

说明书

技术领域

本发明涉及一种跨音速压气机的次首级叶片，属于压气机叶片领域。

背景技术

目前的高转速（转速在8000-10000n/min之间）燃气轮机用的跨音速（一部分超音速，一部分亚音速）压气机次首级叶片品种单一，设计方法原始，无法进行精确的气动计算和流场计算，因此，计算和制造精度较低，从而使叶片型面设计不光顺，使用时，叶片的磨损较大，不仅工作效率低，而且使用寿命短，同时，给压气机的运行留下安全隐患。

发明内容

本发明提供一种用于高转速燃气轮机上跨音速压气机的次首级叶片，以解决现有高转速燃气轮机用的跨音速压气机次首级叶片由于计算和制造精度较低，使用时，叶片的磨损较大，不仅工作效率低，而且使用寿命短，同时，给压气机的运行留下安全隐患的问题。

本发明的技术方案是：一种用于高转速燃气轮机上跨音速压气机的次首级叶片，所述叶片包括叶片工作部分和叶根，叶片工作部分和叶根由上至下依次制成一体，叶片工作部分从根部至顶部的截面面积逐渐减小，叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，相邻两截面间有相对扭转，叶片工作部分的总高度L为146.22mm，叶片工作部分的轴向宽度B由叶片工作部分的根部至叶片工作部分的顶部的变化范围为71.12mm～40.06mm，叶片工作部分横截面处的弦长为b，b的变化范围为74.55mm～79.72mm，弯曲角为α，α的变化范围为17.667°～59.508°，型线最大厚度为Dmax，Dmax的变化范围为8.46～2.38mm，距离出气边距离为F处的出气边厚度DE为1.59～0.34mm，F=0.7mm。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明以一维/准三维/全三维气动、热力分析计算为基础，采用了弯扭联合成型全三维设计，计算精度高，使叶片型面设计光顺，叶片在使用时，有效减少了叶片磨损，增加了叶片的使用寿命，有效避免了现有高转速燃气轮机用的跨音速压气机次首级叶片由于精度较低而产生的安全隐患，同时，提高了机组的工作效率，单级压气机的工作效率提高1%左右，整机的效率能够提高2%左右。

附图说明

图1是本发明的主视图，图2是图1的俯视图，图3是图2的Q向视图，图4是叶片工作部分1各截面断层叠合示意图，图5是叶片工作部分1典型横截面示意图，图6是图5的Ⅰ局部放大图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4和图5说明本实施方式，本实施方式所述一种用于高转速燃气轮机上跨音速压气机的次首级叶片，所述叶片包括叶片工作部分1和叶根2，叶片工作部分1和叶根2由上至下依次制成一体，叶片工作部分1从根部至顶部的截面面积逐渐减小，叶片工作部分1的型线为变截面扭叶片，相邻两截面间有相对扭转，叶片工作部分1的总高度L为146.22mm，叶片工作部分1的轴向宽度B由叶片工作部分1的根部至叶片工作部分1的顶部的变化范围为71.12mm～40.06mm，叶片工作部分1横截面处的弦长为b，b的变化范围为74.55mm～79.72mm，弯曲角为α，α的变化范围为17.667°～59.508°，型线最大厚度为Dmax，Dmax的变化范围为8.46～2.38mm，距离出气边距离为F处的出气边厚度DE为1.59～0.34mm，F=0.7mm。

具体实施方式二：结合图1、图3、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式所述叶片工作部分1的截面高度H分别为38.75mm、79.39mm、122.57mm、151.83mm处所对应的叶片工作部分1的轴向宽度B依次分别为62.35mm、53mm、46.09mm、40.06mm，所对应的弦长b依次分别为76mm、77.37mm、78.87mm、79.72mm，所对应的弯曲角α依次分别为35°、46.87°、54.39°、59.51°，所对应的型线最大厚度Dmax为8.30mm、5.15mm、2.69mm、2.38mm，所对应的距离出气边距离为F处的出气边厚度DE为1.05mm、0.61mm、0.41mm、0.34mm，采用上述结构参数，在保证叶片的外形结构尺寸满足设计要求的同时，还可使叶片容易装配，其他组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式所述叶根2的总高度为K，K=13.67mm，叶根2为斜齿枞树形叶根，叶根2的轴向宽度为W，W=81.53mm，采用上述结构，叶片能牢固地装入轮缘，装配稳定、安全可靠，其他组成及连接关系与具体实施方式一相同。

各截面具体参数如下表：