75kW燃气轮机离心叶轮改进设计及试验研究

摘要

本研究对75kW燃气轮机离心压气机进行了改进气动设计与数值模拟，以达到其“压比提高不低于0.1，效率提高不低于2％”的性能指标，从而使该燃气轮机在高原3km最大净输出功率由65kW提高到75kW以上。运用准三维反问题设计方法对离心叶轮进行改进，具体包括调整子午流道曲率、采用分流叶片和叶片出口前倾技术。三维流场计算表明：改进叶轮相对原型叶轮减小了气流阻塞，在加大叶轮做功能力的同时提高了压气机效率。在气动性能满足设计要求的前提下，对改进叶轮进行了强度校核。结果表明，改进叶轮完全满足装机使用要求。通过压气机部件试验验证改进设计的效果，并顺带对机匣处理进行了研究。结果表明，改进叶轮达到了气动设计的指标，机匣处理有待进一步研究，如果与改进叶轮匹配较好的话，还可以进一步改善压气机的性能。