[发明专利]一种船舶燃气轮机压气机带槽环式处理机匣设计方法

权利要求书

1.一种船舶燃气轮机压气机带槽环式处理机匣设计方法，其特征是：

(1)选取带槽环式处理机匣设计的典型工况：根据压气机气动设计结果，选取各个工况中喘振裕度最小的工况作为典型工况；

(2)分析典型工况下近喘点的流场气动参数分布，包括子午面的相对总压和相对马赫数分布；

(3)提取典型工况下近喘点轴向特征位置上动叶叶顶处的进口绝对气流角α₁和进口相对气流角β₁，以上气动参数通过整个压气机设计点下的全三维CFD计算求解获得，以此确定带槽环的开槽角度；

(4)根据压气机实际结构确定带槽环处理机匣第一腔室和第二腔室的长度；

(5)选取带槽环开槽半径、开槽长度和开槽个数3个影响因素进行结构方案设计；

(6)对不同的结构设计方案分别进行数值计算，确定最优方案；数值计算求解中采取多块网格分区技术，分别在转子通道、叶顶间隙和防喘机匣内生成各自的结构化网格，选取各个方案中提高压气机稳定裕度较大同时峰值效率改进量最少的方案作为最优方案；

(7)对最优方案在设计工况下进行性能分析，判断该方案的设计点性能是否达标；若不达标，则返回步骤(5)重新设计。

2.根据权利要求1所述的一种船舶燃气轮机压气机带槽环式处理机匣设计方法，其特征是：第一腔室和第二腔室的尺寸比例为1.1-1.4。

3.根据权利要求1所述的一种船舶燃气轮机压气机带槽环式处理机匣设计方法，其特征是：步骤(5)中，采用正交实验法得到不同影响因素下的方案，使用三因素三水平的设计，按照正交表进行排列组合，得到9种方案进行后续设计。

4.根据权利要求1所述的一种船舶燃气轮机压气机带槽环式处理机匣设计方法，其特征是：步骤(6)中选择最优方案时：

依据以下两个指标来评判：

综合稳定裕度改进量：

峰值效率改进量：

式中：π^*、η^*和M分别为总压比、等熵绝热效率和进口流量，下标os表示带机匣处理的近稳定边界点，bs表示实壁机匣近稳定边界点。