[发明专利]一种燃气轮机转子冷气输送试验件及试验参数设计方法

权利要求书

1.一种燃气轮机转子冷气输送试验件，其特征在于：包括设置有端面齿的轮盘部件A、与端面齿啮合的轮盘部件B，所述轮盘部件A与轮盘部件B相互连接且形成空心腔室；所述轮盘部件B的中心设置有与空心腔室连通的中心孔B；所述轮盘部件A的外侧设置有与空心腔室连通的通孔。

2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机转子冷气输送试验件，其特征在于：所述通孔的数量为多个，且以轮盘部件A的轴心为圆心呈环状阵列。

3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机转子冷气输送试验件，其特征在于：所述通孔为腰型孔。

4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机转子冷气输送试验件，其特征在于：所述轮盘部件B包括与端面齿啮合的盘B、与盘B一体成型且位于盘B远离轮盘部件A一侧的空心套筒，所述空心套筒的轴心与盘B的中心在同一直线上，所述盘B与空心套筒相互连通形成中心孔B；所述中心孔A与中心孔B的内径一致。

5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机转子冷气输送试验件，其特征在于：所述轮盘部件A包括靠近轮盘部件B一侧设置有端面齿的盘A；所述盘A的中心设置有安装孔，所述安装孔与中心孔同轴设置。

6.根据权利要求5所述的一种燃气轮机转子冷气输送试验件，其特征在于：所述盘A靠近轮盘部件B的一侧设置有与安装孔同轴且连通的安装槽，所述轮盘部件B包括安装在安装槽内的轴端螺母。

7.一种燃气轮机转子冷气输送试验参数设计方法，其特征在于：应用于如权利要求1-6任一项所述的燃气轮机转子冷气输送试验件，具体包括以下步骤:

获得转子冷气输送试验件冷气输送旋转模化试验的相似准则判据：

确定试验的模化比；

计算模化试验冷气输送试验件直径、模化试验中心孔直径、模化试验轮盘通孔的尺寸、模化试验端面齿啮合间隙面积、模化试验端面齿啮合间隙数量、模化试验腰型孔总面积、模化试验腰型孔数量、模化试验中压缩空气质量流量、模化试验中进口气体总压、模化试验中出口气体静压、模化试验中转子转速。

8.根据权利要求7所述的一种燃气轮机转子冷气输送试验参数设计方法，其特征在于：所述获得轮盘排气旋转模化试验的相似准则判据，具体是指：

运用相似理论进行模化处理，原模型流动与试验模型流动满足同一流体控制方程，相应的无量纲准则数相等；根据流体力学的公式可得以下准则数公式：

式中：M_a表示燃气轮机压缩空气马赫数；ν表示燃气轮机气流速度；γ表示气体绝热因子；R表示气体摩尔常数；T表示外界气体温度；D表示特征长度；υ表示气体运动粘度；Re表示燃气轮机气流雷诺数；Re_r表示燃气轮机气流旋转雷诺数；ω表示燃气轮机气流旋转角速度；

根据相似准则，在保证上述三个准则数相等且相等，推出以下无量纲准则数：

无量纲流量：雷诺数：旋转雷诺数：

采用亚瑟兰公式计算动力粘度：

C＝122，μ₀＝1.711×10^-5；

由上述公式可以写出本发明中燃气轮机轮盘排气旋转模化试验的相似准则判据：

式中：m表示压缩空气质量流量；表示压缩空气密度；ν表示试验气体流速；A表示试验流通面积；T_t表示试验气体总温；T_s表示试验气体静温；P_t表示试验气体总压；P_s表示静压；μ表示运动粘度；

相似准则式(1)、(2)、(3)中的字符意义与上述类似，下标1和下标2仅用于区分实际值与模化值。