煙氣透平葉片抗沖蝕熱態(tài)試驗(yàn)分析與機(jī)理研究.pdf

1、煙氣透平作為極具價(jià)值的二次能源回收裝置，其在利用高爐爐頂煤氣具有的壓力能和熱能的基礎(chǔ)上，通過透平機(jī)膨脹做功轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
　　煙氣透平中葉片強(qiáng)度和氣動(dòng)特性關(guān)系到安全生產(chǎn)和生產(chǎn)效率，由于高溫氣體工質(zhì)中的含塵對(duì)葉片表面產(chǎn)生氣固兩相沖蝕，微小顆粒長時(shí)間沖撞與研磨，造成了葉片葉形的損壞，同時(shí)嚴(yán)重破壞葉片的振動(dòng)特性，因此研究沖蝕機(jī)理，采取防范對(duì)策非常關(guān)鍵和緊迫。近年來關(guān)于沖蝕的試驗(yàn)范圍仍較窄，目標(biāo)分散，對(duì)葉片的材質(zhì)、涂層、表

2、面處理工藝等抗沖蝕措施的選用還不能形成優(yōu)選的依據(jù)，研究深度和廣度亟待加強(qiáng)。尤其冷態(tài)工況與熱態(tài)工況相比，試驗(yàn)會(huì)有很大差別，因此有必要利用熱態(tài)風(fēng)洞試驗(yàn)臺(tái)，在選材、試驗(yàn)參數(shù)等方面開展更加廣泛的熱態(tài)試驗(yàn)。本研究將有如下部分組成：
　　(1)熱態(tài)試驗(yàn)臺(tái)的建設(shè)
　　采用引風(fēng)開式、穩(wěn)定段顆?？煽赝迫搿屑c顆粒噴口節(jié)距可調(diào)的熱態(tài)氣固兩相風(fēng)洞，滿足稀相氣固兩相亞音速(M<0.3)流體在全沖角、多性狀顆粒、變粒徑、變溫度條件下的葉片材質(zhì)沖蝕試

3、驗(yàn)要求；試驗(yàn)臺(tái)采用計(jì)算機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)現(xiàn)場各儀器控制，通過人機(jī)界面，直接全局觀測(cè)各試驗(yàn)段的試驗(yàn)情況，及時(shí)、方便地調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)和風(fēng)道加熱器的參數(shù)設(shè)定值，采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)。本試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)工況穩(wěn)定，并能滿足高效地分析不同葉片材質(zhì)在不同工況下沖蝕磨損的試驗(yàn)研究需要。
　　(2)試驗(yàn)研究
　　在稀相,氣流馬赫數(shù)<0.3的條件下，試驗(yàn)分別以合金鋼葉片基材及其噴丸強(qiáng)化后的試件為熱態(tài)沖蝕試驗(yàn)對(duì)象，溫度為200℃和300℃，沖蝕試驗(yàn)沖角10°～90°，