[发明专利]一种轴流压气机叶型攻角落后角计算方法

说明书

本发明的目的在于提供一种轴流压气机叶型攻角落后角计算方法，通过计算设计攻角参数、落后角参数与叶型弯角，最终计算得到叶型的设计攻角与设计落后角数值。本发明能够快速、准确地计算出轴流压气机大部分常用叶型在设计状态下的攻角与落后角，有效提高了设计精度，并且有效减少了通过三维计算来逐级修正多级轴流压气机各级叶片攻角与落后角的次数，实现了压气机叶片造型参数的流程化计算，可节省大量的设计迭代时间，缩短设计周期。同时，该方法不仅局限于燃气轮机轴流压气机，同样适用于各种工业用轴流压缩机、航空发动机轴流压气机/风扇的气动设计过程。

技术领域

本发明涉及的是一种燃气轮机计算方法，具体地说是压气机计算方法。

背景技术

压气机作为燃气轮机的关键核心部件之一，其性能优劣对燃气轮机的技术指标实现起着决定性作用。纵观整个压气机的发展历史，所有的压气机设计都是建立在对通流能力、压比、效率以及喘振裕度的追求之上的。时至今日，随着燃气轮机性能的不断提升，对压气机的气动性能需求也自然地演变成了更高的压比、更高的效率和更大的喘振裕度，如今的压气机气动设计体系也正是基于以上需求而形成的。

随着对内部流动的认识不断深入，压气机气动设计体系也在飞速发展，越来越多的技术手段已经被应用到压气机的气动设计当中。所谓压气机气动设计，其本质就是将压气机气动性能需求转换成几何造型的过程。而叶片的几何造型设计则是这个过程中最重要的关键环节之一。目前以S1、S2两类流面理论为基础的准三维气动设计作为现阶段国内外压气机气动设计体系的核心部分，如何将准三维通流设计结果转换为叶片的几何造型，其中的关键就在于叶型攻角、落后角的计算。可以说，叶型攻角、落后角计算的准确性对压气机气动性能指标的实现起着至关重要的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供解决轴流压气机气动设计中叶型的攻角落后角计算问题的一种轴流压气机叶型攻角落后角计算方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种轴流压气机叶型攻角落后角计算方法，其特征是：

(1)提取计算输入参数：从S2通流设计结果中提取叶型进口气流角β₁与出口气流角β₂、叶型进口子午速度C_m1与出口子午速度C_m2；从叶型设计输入参数中提取叶型稠度b/t、叶型相对最大厚度t_max/b；

(2)计算设计攻角参数：根据步骤(1)中的输入参数，逐步顺次计算零弯角10％厚度设计攻角(i₀)₁₀、零弯角叶型基准攻角i₀、设计攻角随弯角变化率n；

(3)计算设计落后角参数：根据步骤(1)中的输入参数，逐步顺次计算零弯角10％厚度设计落后角(δ₀)₁₀、零弯角叶型基准落后角δ₀、叶型稠度为1时设计落后角随弯角变化率m_b/t＝1、设计落后角子午速度修正量

(4)计算叶型弯角：

式中，△β＝β₂-β₁为叶型气流转折角；μ为叶型稠度指数因子，其计算公式如下：

(5)计算设计攻角与设计落后角：计算叶型的设计攻角i_ref与设计落后角δ_ref：

设计攻角i_ref：

i_ref＝i₀+nθ

设计攻角δ_ref：