8500系列五種葉型的平面葉柵吹風(fēng)試驗(yàn)結(jié)果及分析

1、 ¨ } } ／ 卉 。 十 辨 · 吹獬8 5 0 0 系列五種 葉型 的平面 葉柵吹風(fēng) 試 驗(yàn) 結(jié) 果 及 分 析 圭 海成 嘉 設(shè)究張 兆 鶴 執(zhí) 筆T k “ ； 、 6 一 上海汽輪機(jī)廠= ： !． fr 、 曲 ，摘 要 本文主 要介 蛔Ts s o o ~N的 五種葉型 的平 面葉柵 吹風(fēng)試驗(yàn)結(jié) 果．內(nèi)容 包括葉柵 在不 同 安 裝 角，進(jìn)氣 角，櫥 距下 柏型損 端 損及 出氣角柏試驗(yàn) 結(jié)

2、果， 并與西屋公 司提供 的數(shù)據(jù) 進(jìn)行 丁分析 比 較 ．概 況 8 5 0 0葉 型 系 列 是 用 來 代 替 引 進(jìn) 型 3 0 0 MW 汽輪機(jī)組 高壓缸 反動(dòng)級(jí) 原 采 用 的 5 6 0 0 A葉型的新葉型，有較好 的氣動(dòng) 性 能，已用于上海汽輪 機(jī)廠生產(chǎn)的第 6臺(tái)l 進(jìn) 型 3 O O Mw 汽 輪機(jī)組 ( 安裝于吳涇 電廠 ) 的 高 壓缸 各反動(dòng)級(jí)上 。新 葉型 包括 t第 一級(jí) 靜葉 片 ( 扭 葉片 ) 型線}第

3、二級(jí)至 高壓缸最后一 級(jí) 的靜 葉片 ( 扭葉片 )型線 (同一種型線 )和 各級(jí)動(dòng) 葉片 ( 直 葉片 ) 的型線 ( 動(dòng)葉型線 代 號(hào) 為 8 5 0 0)。試 驗(yàn)研 究 的 目的 是 通 過對(duì) 其 中的五個(gè)葉型進(jìn)行低 速平面葉柵吹風(fēng)試 驗(yàn)，一 是 掌握新葉型的氣動(dòng)特性，包括損失及通 流能力 ，為 設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)，二是對(duì)新 老 葉型進(jìn)行性能的 比較分析。這五 個(gè) 葉 型 是，8 5 0 0 葉型，第一 級(jí)靜 葉的中部截 面葉型

4、( 文中 葉型代號(hào) N1 ～M )，第二級(jí) 靜 葉 的 根 部 截 面 葉 型 ( 代 號(hào) 為 N2 一 R )， 第 二 級(jí) 靜葉的 中部截 面葉型 ( 代號(hào) 為 N2 一M ) 及 第二緞靜 葉頂 部截 面葉 型( 代號(hào) 為N 2 一T ) 。對(duì) 這 五 種 葉 型 ，在 設(shè) 計(jì) 安裝 角， 不 同柵 距及 不 同進(jìn)氣 角下進(jìn)行 了出氣 角及型扳 的試 驗(yàn)，在設(shè)計(jì)使 用的柵距 下，對(duì) 各葉型 進(jìn)行 了 變安裝角，不 同進(jìn)氣 角下 的

5、出氣 角及型損 試 一 32 一 驗(yàn) 對(duì) 8 5 0 0 ，N 2 一R 及 N 2 一T三種葉型還在 設(shè)計(jì)安裝 角、不 同柵距 及不 同進(jìn)氣角下進(jìn)行 了端部二 次流 損失 的試驗(yàn)。一、 試 驗(yàn)件 及試 驗(yàn) 方 案 試驗(yàn) 是在 上海 發(fā) 電設(shè)備成套 設(shè)計(jì)研究所 空氣動(dòng)力試驗(yàn) 室 的 2 號(hào) 風(fēng)洞上進(jìn)行的。五套 試驗(yàn)葉片由上海汽 輪機(jī)廠制造，試驗(yàn) 葉片 的 部分幾何及試驗(yàn)氣動(dòng)參 數(shù)見 表 1 ，所有的試 驗(yàn)方案請(qǐng)參見表 2 。試 驗(yàn)時(shí)，

6、測(cè)針感 受孔 距 出口邊平面的距 離 除N1 一M 耐型為 1 0 r am 外 ， 其 余 均 為 8r a m ．二、 計(jì) 算公 式 1 ． 損 失 系數(shù) 葉柵試驗(yàn) 的損失 系數(shù)通常 采用能量 損失 系數(shù) 或壓力損失 系數(shù)。在低 速 試 驗(yàn) ( M< 0 ． 3 ) 時(shí)，兩 者接近， 僅是 能量 損失 系數(shù)比壓 力 損失系數(shù)略小些。美國西屋 公司在低速平 面葉柵 試驗(yàn) 數(shù)據(jù) 的整 理中，采用壓力損失系 數(shù) 來代替能量 損 失系

7、 數(shù)，本文 中的損失系數(shù) 的計(jì)算 采用 同樣方 法來處 理。這樣，沿柵距 方 向 ( X 方 向 ) 測(cè)針測(cè)得的逐 點(diǎn)損失系 數(shù) ∈(X )按 下 式 計(jì) 算 t維普資訊 http://www.cqvip.com 續(xù)表 2葉 型 N2 一 M N2 一 T安裝 角 ( 。 )4 2O 44 5 ． 2 4 3 94 8 ． 4 43 8 ． 134 1 ． 3 2 6 24 4 ． 5 3柵 距 ( m1 T t )3 02 53

8、 O3 53 03 02 53 03 53 02 52 52 52 52 55 05 04 04 05 04 55 04 54 54 57 07 06 06 07 0進(jìn)氣 角 ( 。 )7 O7 07 07 O7 O9 09 09 O9 09 09 OgO9 O9 O9 O1 1O1 1 O1 1 01 1 01 1 O1 1 O1 1 01 1 01 1 O1 1 O1 3 O1 3 O1 3 01 3 01 3 0l式 ( 2 )

9、中 t —— 柵 距 試驗(yàn)時(shí)沿柵距方 向每間隔 l 毫米 測(cè)量 一 點(diǎn)，測(cè)針 沿X方 向移動(dòng) 的距離 為柵距 的3 倍 。2 ． 翌 損 葉柵 的型 損是 沿葉高無二次流的中間段 區(qū)域 的葉型損 失系數(shù) ，表示為t￡ ( 睪)這 次試驗(yàn) 中，型損 采用 中間區(qū)域沿葉 高 測(cè)量 的 4 或 5 個(gè)型損值的平均值。0 ． 葉■的息損失蕞囊 ￡ ：( 4 )式 ( 3 ) 、式( 4 ) 中的 l 為葉柵的測(cè)量葉高，本 次試 驗(yàn) 中 I ：9

10、 2 r am。4 ． 二 次 漣損 失 系黧 ( 螭 攝 ) 及 二 次 城損 失 比 在 試驗(yàn) 葉柵的 測(cè)量葉 高( 1 =9 2 m m) 下，葉柵 的二次流損 失系數(shù)t￡ k =￡ 一一 般 可 以認(rèn)為二次流損失 與b ／ t( 相對(duì) 葉 高的倒數(shù) ) 成正 比，根據(jù)西屋公司的計(jì)算 方 法 ：e p =( ∈ p t4 -+￡ i ) Kd( 5 )t =C a n · Kr e · K s r( 6 )式

11、 中 ∈ 。 ． ——葉型表 面的摩擦損失系數(shù) ￡ J 一 葉型出汽邊厚度損失系數(shù) ￡ i —— j 中角損失系數(shù) K一 考慮三元流動(dòng)效果 的損失修 正 系數(shù) ∈ a n ——基本的葉型摩擦損 失系數(shù) Kr 。 —— 雷諾 數(shù)修 正系數(shù) Ks r —— 表 面粗糙度 修正 系數(shù) 二次 流損 失比定義 為B ／ J 為 1 時(shí)的 端 部 二次流損 失系數(shù) 與葉型 表面摩擦損失系 數(shù)之 比[1 ) 。 即 Iq_ _ =一( 7 )gpI‘

12、 —T^ 式 中 B — — 葉 寬 根 據(jù)式 ( 5 ) ，式 ( 7 ) ，可以把試驗(yàn)結(jié)果 的 二次流損失系數(shù)整理 成二次流損失 比。 對(duì)于 在最佳 進(jìn)氣角下 的直 葉柵 ，式 ( 5 ) 中的 取 零 ，Kd 取1 ，∈根 據(jù)西屋公司 推 薦 的 如 下 公式計(jì)算 ：∈=0 ． 1 7 5 A ／ 0( 8 )式 中 △— — 葉 型 出 口邊 厚 度 O —— 喉 口寬 5 ． 出氣南及有敢 出口角 出氣角及有 效出 口角由式