多級壓氣機濕壓縮及葉片水蝕研究.pdf

1、燃氣輪機具有很多優(yōu)點,已經(jīng)在很多領域得到了廣泛的應用。但是在進氣溫度比較高時,燃氣輪機暴露出性能下降的不足,降低進氣溫度有很多方法,其中濕壓縮就是一種有效的手段。濕壓縮是在壓氣機入口或級間噴入霧化的冷卻液體,噴入的液滴彌散在被壓縮的氣體中,與氣體進行熱量和質量的傳遞,由于液滴蒸發(fā)需要從氣體中吸收大量的熱,所以氣體在被壓縮的同時溫度又降下來,使壓縮過程更接近于一個等溫過程,這樣壓氣機耗功就低于絕熱壓縮功,壓氣機出口氣體溫度明顯低于不噴霧壓

2、縮時的溫度。冷卻液體還可以使燃燒產(chǎn)物中氮氧化物的生成量降低,減少環(huán)境污染。
　　 本文采用CFD軟件模擬水滴在壓氣機中的濕壓縮過程,通過截取壓氣機前六級葉片中截面進行二維建模,模型由進口區(qū)域、各個葉片流道區(qū)域和出口區(qū)域組成,流場區(qū)域之間采用滑移網(wǎng)格進行數(shù)據(jù)傳遞。本文主要進行了如下幾個方面的工作:
　　 1.分析進口溫度對壓氣機性能的影響。本文模擬了進氣溫度為300K和310K的兩種情況,結果表明在溫度升高的情況下,壓氣機

3、的壓比降低,從而影響燃機的功率輸出。
　　 2.分析濕壓縮對壓氣機性能的影響。本文對比了在進氣溫度310K時,不噴水和噴水兩種情況,噴水條件為水滴直徑為10μm,噴水量為氣體質量0.4％,結果表明濕壓縮時,葉片表面靜壓降低,溫度降低,馬赫數(shù)分布更均勻和總壓比升高等性能參數(shù)的變化。
　　 3.分析濕壓縮對葉片的影響。本文模擬了多種噴水條件的情況,對比不同水滴直徑和噴水量的條件下,葉片產(chǎn)生的水蝕程度,分析影響水蝕的相關因素。