对涡轮盘材料的需求及展望 被引量：46

1

作者 江和甫 《燃气涡轮试验与研究》 2002年第4期1-6,共6页

在航空燃气涡轮发动机中 ,涡轮部件的工作条件最为苛刻 ,特别是涡轮转子 ,要在高温、高压、高转速和高气流速度下工作。涡轮转子的工作能力直接影响发动机的基本性能和可靠性。分析了发动机设计对涡轮盘材料的需求 。

关键词 燃气涡轮发动机 涡轮盘 零件标准

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烟气轮机涡轮盘和叶片用WASPALOY合金研究 被引量：18

2

作者 董建新 丁利生 王振德 《中国材料科技与设备》 2006年第2期68-73,共6页

对烟气轮机涡轮盘和叶片用WASPALOY合金从合金成分特点、相析出规律、冶炼、加工和力学性能等方面进行了综述和讨论，重点介绍了该合金针对烟气轮机使用环境的合金设计特点及析出相特征，为烟气轮机用涡轮盘和叶片材料的发展给出研究方向。

关键词 烟气轮机 涡轮盘 叶片 WASPALOY合金

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燃气涡轮发动机压气机轮盘拓扑优化设计方法 被引量：8

3

作者 林旭斌 黄生勤 洪杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期830-837,共8页

为填补国内发动机设计体系初始阶段的不足,基于渐进结构法建立了一套适用于燃气发动机压气机转子轮盘的拓扑优化设计方法,充分考虑工程需求,对优化过程中可能出现的主结构断裂、封闭环腔结构问题,以及优化过程不可逆的缺陷,分别提出了... 为填补国内发动机设计体系初始阶段的不足,基于渐进结构法建立了一套适用于燃气发动机压气机转子轮盘的拓扑优化设计方法,充分考虑工程需求,对优化过程中可能出现的主结构断裂、封闭环腔结构问题,以及优化过程不可逆的缺陷,分别提出了限定全局与优化子步中可优化域、人为控制优化进程等应对措施。以轮缘径向位移协调为目标的算例表明,该方法有效提高了轮盘处内流道的保形效果,具有流程可行性与结果有效性,从而具备良好的工程实用性。 展开更多

关键词 燃气涡轮发动机 压气机轮盘 结构设计 渐进结构法 拓扑优化

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燃气轮机用IN718高温合金改锻工艺 被引量：3

4

作者 刘洋 孙朝远 +3 位作者 肖石 谢静 廖佳 刘德建 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期11-19,共9页

为了探索IN718高温合金大型燃气轮机轮盘锻件的制造工艺及质量控制要点,采用VIM+VAR制备的Φ450 mm大规格IN718高温合金近铸锭,进行了不同变形温度、改锻火次及包套方式等热变形参数的改锻并制成锻件,经固溶+时效热处理后通过水浸法超... 为了探索IN718高温合金大型燃气轮机轮盘锻件的制造工艺及质量控制要点,采用VIM+VAR制备的Φ450 mm大规格IN718高温合金近铸锭,进行了不同变形温度、改锻火次及包套方式等热变形参数的改锻并制成锻件,经固溶+时效热处理后通过水浸法超声波检测、光学金相检验及室温拉伸试验等方法对锻件进行研究。试验结果表明:对于超大规格的IN718高温合金近铸锭材料,通过在1080~1010℃加热进行反复镦拔,可明显改善锻件上、下端面的变形量,降低超声波检测时的噪声水平,获得等轴细晶组织并消除δ相的方向性,锻件的综合力学性能最优;镦拔中应注意减少坯料与平砧的传热,避免出现少数未再结晶的、顺着变形方向被拉长的扁长晶粒。 展开更多

关键词 IN718高温合金 近铸锭 热变形参数 镦拔 燃气轮机轮盘

原文传递

燃气轮机透平盘腔流动换热及轮盘热固耦合特性数值研究

5

作者 王培宇 张鑫磊 +3 位作者 张荻 苏鹏飞 谢永慧 孔祥林 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1460-1467,I0017,共9页

针对燃气轮机安全运行问题,为保证盘腔良好冷却效果以及轮盘强度可靠性,该文对盘腔流动换热以及轮盘热固耦合特性进行数值研究。建立三级轮盘盘腔分析模型,对比转速及流量对盘腔流动换热特性的影响。基于流动换热结果分析轮盘应力及变... 针对燃气轮机安全运行问题,为保证盘腔良好冷却效果以及轮盘强度可靠性,该文对盘腔流动换热以及轮盘热固耦合特性进行数值研究。建立三级轮盘盘腔分析模型,对比转速及流量对盘腔流动换热特性的影响。基于流动换热结果分析轮盘应力及变形特性。结果表明:当转速增大时,各腔室内压力损失降低,换热面努塞尔数(Nu)呈现下降趋势,最多降低约66.1%;而当流量增大时,各腔室内压力损失升高,部分换热面Nu呈现上升趋势,最多升高约198%。在多种载荷综合作用下,轮盘最大等效应力为996.06 MPa,最大径向变形为2.62 mm。结果可为保证燃气轮机轮盘安全性提供一定技术支撑及数据参考。 展开更多

关键词 燃气轮机 轮盘盘腔 流动换热 热固耦合

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烟气轮机轮盘冷却蒸汽脉冲操作实践

6

作者 温传忠 李彦龙 国鹏辉 《炼油技术与工程》 CAS 2024年第1期5-9,共5页

为在线解决烟气轮机(烟机)结垢带来的装置长周期安全运行的问题,尝试对烟机轮盘冷却蒸汽实施脉冲操作。通过调整烟机轮盘冷却蒸汽流量,脉冲式改变轮盘温度,利用催化剂垢层与轮盘金属膨胀系数差异,垢层变化相对滞后且变化率较小,将垢层... 为在线解决烟气轮机(烟机)结垢带来的装置长周期安全运行的问题,尝试对烟机轮盘冷却蒸汽实施脉冲操作。通过调整烟机轮盘冷却蒸汽流量,脉冲式改变轮盘温度,利用催化剂垢层与轮盘金属膨胀系数差异,垢层变化相对滞后且变化率较小,将垢层从轮盘分层、脱落、吹除。通过控制轮盘温度脉冲变化过程,可最大限度降低操作对转子组件平稳运转的影响。脉冲操作过程兼顾过程平稳和除垢效果,以轮盘冷却蒸汽流量每5 min提升50 kg/h的速率,将蒸汽由正常用量800 kg/h缓慢提至1500 kg/h,再以相同速率降至正常用量。过程中,烟机轮盘温度由320℃降至290℃再恢复至320℃。脉冲操作结束后1~2周内,烟机轴振动逐渐下降到较低水平,并在后续3个月内未出现明显变化。实现了在线改善烟机转子动平衡、降低振动、机组与装置同步运转率100%的目标。 展开更多

关键词 烟气轮机 轮盘 冷却蒸汽 脉冲 结垢 蒸汽品质 振动 轴承箱

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燃气轮机高压涡轮盘超速预应力试验研究

7

作者 孙彦博 田强 +1 位作者 何建元 秦鹤勇 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期50-56,共7页

为了降低涡轮盘的服役应力、提高涡轮盘的寿命和可靠性,对加工过程中未去应力的涡轮盘试验件进行超速预应力试验,并对试验前后的轮盘试验件进行残余应力测试。研究表明:超速预应力试验可以对轮盘的关键部位(盘心)预制残余压应力,残余周... 为了降低涡轮盘的服役应力、提高涡轮盘的寿命和可靠性,对加工过程中未去应力的涡轮盘试验件进行超速预应力试验,并对试验前后的轮盘试验件进行残余应力测试。研究表明:超速预应力试验可以对轮盘的关键部位(盘心)预制残余压应力,残余周向应力计算值与测量值相比误差为9.2%;超速预应力试验可以降低轮盘表面的残余应力,与试验前相比残余周向应力最大降幅达58%;超速预应力试验可以提高轮盘的服役寿命,与试验前相比寿命预测提升1倍。 展开更多

关键词 燃气轮机 涡轮盘 超速预应力 试验

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燃气轮机轮盘硬质合金可转位拉刀研制与应用

8

作者 向志杨 邓亚弟 +2 位作者 谢鸿 王强 王春江 《东方汽轮机》 2023年第1期23-25,共3页

文章针对燃气轮机透平轮盘槽拉削刀具存在的问题开发出1种新的硬质合金可转位拉刀,提高轮盘槽拉削效率。重点对拉削刀具余量分配、容屑系数、齿升量等设计方法进行介绍,并对高温合金材料试块拉削效果进行了试验验证,为燃汽轮机透平轮盘... 文章针对燃气轮机透平轮盘槽拉削刀具存在的问题开发出1种新的硬质合金可转位拉刀,提高轮盘槽拉削效率。重点对拉削刀具余量分配、容屑系数、齿升量等设计方法进行介绍,并对高温合金材料试块拉削效果进行了试验验证,为燃汽轮机透平轮盘高效加工提供了1套有效办法。 展开更多

关键词 燃气轮机 透平轮盘 硬质合金可转位拉刀 高温合金

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直径2000mm超大型高温合金涡轮盘的制造工艺研究 被引量：3

9

作者 马天军 金鑫 +2 位作者 赵玉才 赵雅婷 李殿国 《上海金属》 CAS 2009年第5期42-48,共7页

通过大型高温合金钢锭电渣重熔工艺的研究，成功试制出了国内最大高温合金钢锭——GH2674合金φ900mm的钢锭；开发了新的涡轮盘分区变形的锻造工艺，利用4000t快锻机成功试制出了φ1840-φ2118mm的超大型高温合金涡轮盘。采用分区锻造... 通过大型高温合金钢锭电渣重熔工艺的研究，成功试制出了国内最大高温合金钢锭——GH2674合金φ900mm的钢锭；开发了新的涡轮盘分区变形的锻造工艺，利用4000t快锻机成功试制出了φ1840-φ2118mm的超大型高温合金涡轮盘。采用分区锻造新工艺生产的超大型GH2674舍金涡轮盘，组织与性能全部满足技术标准要求，其晶粒组织比传统模锻的大型涡轮盘晶粒组织更加细小，而且不同部位的晶粒组织比较均匀。 展开更多

关键词 GH2674高温合金 燃气轮机涡轮盘 电渣重熔 分区锻造

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螺栓连接预紧力对涡轮盘静力学特性影响的仿真分析 被引量：3

10

作者 陈英涛 艾延廷 张云达 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2019年第1期26-29,共4页

螺栓连接是涡轮组件中盘-盘连接的基本方式,影响着涡轮盘的静力学特性。采用有限元方法,对燃气轮机涡轮盘静力学特性进行分析。通过建立动力涡轮盘有限元模型,研究了有无螺栓连接时动力涡轮盘在不同工作状态下应力的大小和应力点的位置... 螺栓连接是涡轮组件中盘-盘连接的基本方式,影响着涡轮盘的静力学特性。采用有限元方法,对燃气轮机涡轮盘静力学特性进行分析。通过建立动力涡轮盘有限元模型,研究了有无螺栓连接时动力涡轮盘在不同工作状态下应力的大小和应力点的位置变化,获得了螺栓预紧力对动力涡轮盘应力分布的影响规律。结果表明,螺栓连接预紧力是影响涡轮盘静力学特性的一个主要因素,盘-盘连接设计时应合理选择预紧力,以避免影响涡轮盘静强度。 展开更多

关键词 燃气轮机 涡轮盘 螺栓连接 静力学特性 预紧力 有限元

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燃气涡轮盘/叶耦合系统振动特性分析 被引量：2

11

作者 张原 辛庆伟 郁大照 《海军航空工程学院学报》 2012年第1期61-65,共5页

利用UG对两级涡轮轮盘，叶片进行三维实体建模，导入ANSYS构建其耦合振动分析的有限元模型，以静强度分析为基础，主要对比了有无温度场情况下，盘／叶耦合系统的振动特性差异，计算中考虑了温度场和离心载荷的影响，使计算结果更接近... 利用UG对两级涡轮轮盘，叶片进行三维实体建模，导入ANSYS构建其耦合振动分析的有限元模型，以静强度分析为基础，主要对比了有无温度场情况下，盘／叶耦合系统的振动特性差异，计算中考虑了温度场和离心载荷的影响，使计算结果更接近于实际情况，结果表明，温度不是影响涡轮盘，Ⅱ十振动特性的主要因素。此外，从叶盘耦合谐振图可以看出，在工作转速下涡轮叶盘没有发生共振的危险；在起动时，只需快速的跨过一些共振区就能很好的避免耦合共振的情况发生，就振动设计而言，该型涡轮的设计是合理的。 展开更多

关键词 燃气涡轮 两级涡轮 盘 日十耦合 耦合振动特性分析 温度场

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水下小型特种燃气轮机轮盘热-流耦合仿真分析 被引量：2

12

作者 肖炎彬 史小锋 +3 位作者 伊寅 封启玺 伊进宝 赵海涛 《水下无人系统学报》 北大核心 2019年第2期206-211,共6页

文中针对水下小型特种燃气轮机高温高速来流、涡轮盘高转速的情况下,流体域使用剪切压力传输(SST) k-ω湍流模型,固体域采用共轭传热的方法对轮盘及其流道温度场进行仿真,并将得到的温度场加载到强度分析中,对最恶劣工况下轮盘所受热应... 文中针对水下小型特种燃气轮机高温高速来流、涡轮盘高转速的情况下,流体域使用剪切压力传输(SST) k-ω湍流模型,固体域采用共轭传热的方法对轮盘及其流道温度场进行仿真,并将得到的温度场加载到强度分析中,对最恶劣工况下轮盘所受热应力、变形量进行仿真计算。计算结果表明:在采用3喷嘴数时涡轮盘温度达到极值,且反向排气可有效降低涡轮盘表面温度,但其做功能力将被限制。在不采取任何冷却措施的情况下,轮盘最高温度已超出材料最大耐受温度,在轮盘最高温度极值区域有较大的伸长率,且轮盘在高温高转速下最大应力值已超出材料的许用应力。应在涡轮盘温度较高的区域对轮盘采取一定的冷却措施。文中所做研究可为燃气轮机安全设计提供参考。 展开更多

关键词 水下涡轮发动机 轮盘 热-流耦合 温度场

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燃气轮机叶轮与导叶轮之间空腔中流体速度场的研究 被引量：1

13

作者 赵亚滨 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期690-694,共5页

本文介绍燃气透平第一级叶轮前国盘空腔中的流体流动状态的研究，用可视化方法观察和分析主流气进入空腔的临界工况．采用粒子成像技术（ＰＩＶ）测量园盘空腔内的速度场，分析了密封气流量大小对不同位置流场的影响．将其结果与ＦＬＵ... 本文介绍燃气透平第一级叶轮前国盘空腔中的流体流动状态的研究，用可视化方法观察和分析主流气进入空腔的临界工况．采用粒子成像技术（ＰＩＶ）测量园盘空腔内的速度场，分析了密封气流量大小对不同位置流场的影响．将其结果与ＦＬＵＥＮＴ，ＣＦＤ软件的计算值相比较． 展开更多

关键词 燃气透平 叶轮空腔 速度场 流体速度 实验

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E232烟气轮机二级轮盘榫槽附近冲蚀部位持久寿命分析 被引量：1

14

作者 王明海 于书杰 《石油化工设备技术》 CAS 2011年第6期25-26,74,共2页

文章对E232烟气轮机二级轮盘榫槽附近冲蚀部位的应力及持久寿命进行了分析与评估。综合分析认为,冲刷损伤后的二级轮盘持久寿命大于5×104 h。通过一个检修期的良好运行,验证了分析结果的正确性。

关键词 烟气轮机 涡轮盘 冲蚀 应力 持久寿命

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某燃气轮机高温涡轮盘的破裂转速数值预测方法研究与试验验证

15

作者 孙彦博 何建元 朱凯迪 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期188-194,共7页

为确定某燃气轮机涡轮盘的破裂转速,设计并开展了轮盘破裂转速试验,得到了其真实破裂转速,并与多种数值预测方法预测的轮盘破裂转速进行对比。结果表明:对于某型燃气轮机高温涡轮盘而言,最大应力法对破裂转速的预测精度最高,与试验转速... 为确定某燃气轮机涡轮盘的破裂转速,设计并开展了轮盘破裂转速试验,得到了其真实破裂转速,并与多种数值预测方法预测的轮盘破裂转速进行对比。结果表明:对于某型燃气轮机高温涡轮盘而言,最大应力法对破裂转速的预测精度最高,与试验转速相比,精度误差为0.9%,可以预测裂纹的起始开裂位置以及轮盘的破裂模式;极限应变法与残余变形法预测的破裂转速的精度相当,与试验转速相比,精度误差分别为4.8%和6.2%,由于有限元方法会同时计算应变和应力,因此建议优先选用应力准则预测;平均周向应力法计算相比较简便,计算时间短,但是精度较差,精度约为12.3%,可以用于粗略估计破裂转速。 展开更多

关键词 燃气轮机 涡轮盘 破裂转速 数值预测方法 试验验证

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10MW氦气轮机涡轮轮盘强度的计算方法

16

作者 徐军 白相林 +1 位作者 张锐岩 刘晗 《热能动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期255-258,共4页

以往对涡轮盘进行强度分析都是采用“等厚圆环法”理论进行计算,这样的简化由于没有考虑榫头和榫槽凸块的刚性对传力的影响,因此得到的盘缘部分的应力有时可能误差较大,对轮盘偏心孔和榫齿根部的应力集中都无法进行分析。现在可以通过Pr... 以往对涡轮盘进行强度分析都是采用“等厚圆环法”理论进行计算,这样的简化由于没有考虑榫头和榫槽凸块的刚性对传力的影响,因此得到的盘缘部分的应力有时可能误差较大,对轮盘偏心孔和榫齿根部的应力集中都无法进行分析。现在可以通过Pro/E对涡轮盘这样复杂的结构进行实体建模,运用ANSYS进行有限元分析计算,就能获得较精确的应力分析结果。本文采用上述两种方法,针对某型机的某一级涡轮盘连同若干级叶片一起进行计算分析,验证了“等厚圆环法”理论可以从宏观上反映轮盘的受力状态,同时也证明了有限元法各项参数的选择是正确的,为同类型的其它结构进行强度分析提供了技术参考。 展开更多

关键词 氦气轮机 涡轮盘 强度分析 接触应力

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烟气轮机动叶轮盘冷却共轭传热数值分析

17

作者 石海 王晓放 +2 位作者 徐胜利 于洋 刘强 《燃气轮机技术》 2013年第3期38-43,共6页

使用CFD方法,对带有蒸汽冷却的某烟气轮机动叶轮盘进行热-固耦合数值分析。轮盘温升与其周边流场与温度场的耦合计算采用CFX的共轭传热方法,忽略热辐射影响,将流体域与固体域内的传输方程进行耦合求解,通过能量方程平衡流体和固体界面... 使用CFD方法,对带有蒸汽冷却的某烟气轮机动叶轮盘进行热-固耦合数值分析。轮盘温升与其周边流场与温度场的耦合计算采用CFX的共轭传热方法,忽略热辐射影响,将流体域与固体域内的传输方程进行耦合求解,通过能量方程平衡流体和固体界面上热流,实现了流场与温度场的耦合数值分析。计算结果揭示了烟气轮机轮盘处复杂流动中烟气、冷却蒸汽对轮盘气动加热特征,并给出了冷却蒸汽对动叶轮盘温度场分布的影响规律。 展开更多

关键词 烟气轮机 动叶轮盘 热固耦合传热 数值分析

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航空发动机用粉末高温合金及制备技术研究进展 被引量：52

18

作者 张国庆 张义文 +1 位作者 郑亮 彭子超 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1133-1144,共12页

本文概述了我国粉末高温合金及制备技术的研究进展。在粉末制备方面,重点介绍了Ar气雾化制粉技术关键因素,包括设备、雾化过程、粒度控制、O含量控制、粉末形貌控制和夹杂控制等。针对涡轮盘件制备技术,总结了双性能涡轮盘、双合金整体... 本文概述了我国粉末高温合金及制备技术的研究进展。在粉末制备方面,重点介绍了Ar气雾化制粉技术关键因素,包括设备、雾化过程、粒度控制、O含量控制、粉末形貌控制和夹杂控制等。针对涡轮盘件制备技术,总结了双性能涡轮盘、双合金整体叶盘技术和等温锻造模具用材料的研究进展。此外,还介绍了在粉末高温合金高通量实验和表征以及蠕变行为等方面的研究进展。结合当前航空发动机、3D打印等高端工程用材料重大需求,对我国粉末高温合金制备技术和发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 航空发动机 粉末高温合金 Ar气雾化制粉 涡轮盘件 制备技术 3D打印粉末 高通量实验

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研制直径2000mm超大型高温合金涡轮盘的新技术 被引量：6

19

作者 马天军 金鑫 +1 位作者 赵玉才 赵雅婷 《宝钢技术》 CAS 2005年第5期50-54,共5页

介绍了一种研制超大型高温合金涡轮盘的新技术,其核心是大型高温合金钢锭冶炼 和超大型高温合金涡轮盘的锻造成型工艺。通过对大型高温合金钢锭冶炼工艺的研究,成功 试制出了国内最大高温合金钢锭——GH2674合金φ900的钢锭,其成分及表... 介绍了一种研制超大型高温合金涡轮盘的新技术,其核心是大型高温合金钢锭冶炼 和超大型高温合金涡轮盘的锻造成型工艺。通过对大型高温合金钢锭冶炼工艺的研究,成功 试制出了国内最大高温合金钢锭——GH2674合金φ900的钢锭,其成分及表面均满足使用要 求,并通过4000 t快锻制备了超大型涡轮盘所需的圆柱体坯料。同时根据国内现有的锻造设 备的特点,将涡轮盘的锻造工艺进行了改进,开发了分区变形的锻造工艺。采用该工艺,成功 试制出φ1840-2118的超大型高温合金涡轮盘。 展开更多

关键词 重型燃气轮机 涡轮盘 高温合金 分区锻造

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燃气轮机透平转静盘腔内流动与传热研究进展

20

作者 刘钊 王敏 丰镇平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期3137-3154,I0017,共19页

转静系盘腔是燃气轮机二次空气系统中的重要组成部分,盘腔内流动和传热特性对整机安全稳定运行十分重要。随着燃气透平进口温度的不断提升,对透平冷却设计的要求不断提高,透平盘腔流动换热特性研究也越来越受关注。研究人员从流动与换... 转静系盘腔是燃气轮机二次空气系统中的重要组成部分,盘腔内流动和传热特性对整机安全稳定运行十分重要。随着燃气透平进口温度的不断提升,对透平冷却设计的要求不断提高,透平盘腔流动换热特性研究也越来越受关注。研究人员从流动与换热两个方面对转静系盘腔进行实验测量和数值模拟研究,形成相对比较成熟的研究体系。总结近年来燃气透平转静盘腔流动传热及冷却的相关研究进展,根据结构的不同分别对中心进气和预旋进气转静系盘腔及转静系盘腔的轮缘密封进行介绍,分析3种不同盘腔结构内部流动型态,介绍了预旋系统结构和轮缘密封结构对盘腔内流动传热特性影响的相关实验与数值研究现状。最后,基于当前研究热点和发展趋势,总结并展望了转静系盘腔未来研究的发展方向。 展开更多

关键词 燃气轮机 转静盘腔 流动与换热

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