[发明专利]涡轮叶片设计方法

摘要

本发明提供一种涡轮叶片设计方法，使设计出来的叶片符合叶片的汽动参数如进汽角、出汽角、安装角、喉节比、重叠度、最佳相对栅距范围等的要求。该涡轮叶片设计方法的叶型采用参数化造型方法，根据汽动参数自动生成的叶型，通过四种调整方式，使叶型的特征参数在设计范围内可任意组合，达到各截面叶型的几何参数与汽动参数完全匹配，避免冲角损失，提高叶片级效率。

主权项

一种涡轮叶片设计方法，其特征在于包括以下步骤：1）测量汽轮机中的蒸汽的流速和动叶的圆周速度，得到蒸汽的流速与动叶的圆周速度的速度比；2）根据蒸汽的流速与动叶的圆周速度的速度比、蒸汽的流动方向和膨胀规律，得到符合要求的叶片的汽动参数，所述叶片的汽动参数包括进汽角、出汽角、安装角、喉节比、重叠度、最佳相对栅距范围；3）沿叶片高度方向，将叶片分为N个横截面，所述横截面的叶型轮廓由背弧、内弧和出汽边小圆组成，其中背弧、内弧符合Bezier曲线，出汽边小圆与背弧、内弧相切；4）将根部横截面记为S01截面，中径横截面记为S02截面，顶部横截面记为S03截面，其余横截面为插值截面；5）分别调整S01截面、S02截面、S03截面的背弧、内弧的Bezier曲线控制点P，得到S01截面、S02截面、S03截面的型值点和中弧线，使S01截面、S02截面、S03截面的进汽角、出汽角符合叶片的汽动参数要求；6）分别调整S01截面、S02截面、S03截面，使S01截面、S02截面、S03截面同时满足安装角、喉节比、重叠度、最佳相对栅距范围的要求；7）S01截面、S02截面、S03截面调整完毕后，将该三个截面的重心在转子的径向辐射线上重合，得到该三个截面的全部型值点坐标（x，y，z）；8）将S01截面、S02截面、S03截面的每一个相对应的型值点，分别投影在XZ平面和YZ平面上，用二次曲线公式、插值求得N个横截面的叶型坐标；9）由S01截面、S02截面、S03截面和插值截面形成完整叶型。