一种中等功率燃气轮机用动力涡轮的第二级导叶片的制作方法

技术领域：

本实用新型属于燃气轮机叶片技术领域，具体涉及一种中等功率燃气轮机用动力涡轮的第二级导叶片。

背景技术：
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燃烧柴油或天然气的内燃机，是用燃料与空气混合燃烧后产生的气体靠推动叶片做功的，因此燃气轮机导叶片是燃气轮机的重要部件。目前，中等功率燃气轮机用动力涡轮的第二级导叶片品种单一，叶片设计方法原始，计算精度较低，无法进行精确的气动计算和流场计算，从而使叶片型面设计不光顺，效率低，使用寿命短，已严重影响了动力涡轮的安全运行。

技术实现要素：
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本实用新型为克服上述缺陷，提供了一种中等功率燃气轮机用动力涡轮的第二级导叶片，以解决目前中等功率燃气轮机用动力涡轮的第二级导叶片气动效率低、使用寿命短、影响动力涡轮安全运行的问题。

本实用新型采用的技术方案在于：一种中等功率燃气轮机用动力涡轮的第二级导叶片，包括：叶片上端壁、叶片工作部分和叶片下端壁，所述叶片上端壁、叶片工作部分和叶片下端壁由上到下制成一体，所述叶片工作部分的型线为变截面扭叶片，沿动叶片高度截面形状不同，相邻两截面间有相对扭转，所述叶片工作部分的总高度l为160.86mm，叶片工作部分以靠近叶片下端壁的截面o-o为基准，由截面o-o向下定义为截面a-a，由截面o-o向上依次定义为截面b-b、截面c-c、截面d-d、截面e-e、截面f-f和截面g-g，且截面a-a至截面g-g的截面高度h的变化范围在-11.50～168.00mm之间，与之对应的轴向宽度q的变化范围在60.05～58.10mm之间，弦长b的变化范围在89.32～89.8mm之间，进气角α的变化范围在87.02°～87.30°之间，安装角βy的变化范围在-39.70°～-38.40°之间，型线最大厚度t的变化范围在13.29～12.84mm之间，出气边厚度δ的变化范围在1.39～1.57mm之间。

优选地，所述叶片工作部分截面a-a的截面高度h1为-11.50mm，该位置所对应的叶片工作部分的轴向宽度q1为60.05mm、弦长b1为89.32mm、进气角α1为87.02°、安装角为-39.70°、型线最大厚度t1为13.28mm，出气边厚度δ1为1.39mm。

优选地，所述叶片工作部分截面b-b的截面高度h2为15.00mm，该位置所对应的叶片工作部分的轴向宽度q2为59.54mm、弦长b2为89.40mm、进气角α2为86.91°、安装角为-39.24°、型线最大厚度t2为13.27mm，出气边厚度δ2为1.42mm。

优选地，所述叶片工作部分截面c-c的截面高度h3为45mm，该位置所对应的叶片工作部分的轴向宽度q3为59.38mm、弦长b3为89.51mm、进气角α3为86.06°、安装角为-39.01°、型线最大厚度t3为13.20mm，出气边厚度δ3为1.44mm。

优选地，所述叶片工作部分截面d-d的截面高度h4为75mm，该位置所对应的叶片工作部分的轴向宽度q4为59.29mm、弦长b4为89.60mm、进气角α4为86.07°、安装角为-38.91°、型线最大厚度t4为13.15mm，出气边厚度δ4为1.49mm。

优选地，所述叶片工作部分截面e-e的截面高度h5为105mm，该位置所对应的叶片工作部分的轴向宽度q5为59.20mm、弦长b5为89.69mm、进气角α5为86.21°、安装角为-38.84°、型线最大厚度t5为13.13mm，出气边厚度δ5为1.54mm。

优选地，所述叶片工作部分截面f-f的截面高度h6为135mm，该位置所对应的叶片工作部分的轴向宽度q6为58.64mm、弦长b6为89.75mm、进气角α6为87.26°、安装角为-38.60°、型线最大厚度t6为13.05mm，出气边厚度δ6为1.55mm。

优选地，所述叶片工作部分截面g-g的截面高度h7为168mm，该位置所对应的叶片工作部分的轴向宽度q7为58.10mm、弦长b7为89.80mm、进气角α7为87.30°、安装角为-38.40°、型线最大厚度t7为12.84mm，出气边厚度δ7为1.57mm。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型是在以一维、准三维、全三维气动、热力分析计算该首级导叶片的全三维设计，计算精度高，使得本实用新型的安全性和高效性有机结合，并且已经成功应用到某机组上，已保证在变工况下能安全高效运行。

2、本实用新型通过对叶片型线进行优化改进，调整叶片工作部分的进气角，使叶片进气角更匹配来流方向，前缘的弯度有所增加，增大前缘半径，降低进气正攻角，改善叶片表面静压分布，有利于降低叶型损失，同时优化后的第二导叶片气动效率提高了0.5％-1.2％，使用寿命延长了0.3至0.5倍。

附图说明：

图1为本实用新型的三维图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为叶片工作部分各截面断层叠合示意图；

图4为叶型参数q、b、α、βy、t、δ的示意图；

其中：1叶片上端壁、2叶片工作部分、3叶片下端壁。

具体实施方式：

如图1和图2所示，本实用新型为1、一种中等功率燃气轮机用动力涡轮的第二级导叶片，包括：叶片上端壁1、叶片工作部分2和叶片下端壁3，所述叶片上端壁1、叶片工作部分2和叶片下端壁3由上到下制成一体，所述叶片工作部分2的型线为变截面扭叶片，沿动叶片高度截面形状不同，相邻两截面间有相对扭转，所述叶片工作部分2的总高度l为160.86mm，叶片工作部分2以靠近叶片下端壁3的截面o-o为基准，由截面o-o向下定义为截面a-a，由截面o-o向上依次定义为截面b-b、截面c-c、截面d-d、截面e-e、截面f-f和截面g-g，且截面a-a至截面g-g的截面高度h的变化范围在-11.50～168.00mm之间，与之对应的轴向宽度q的变化范围在60.05～58.10mm之间，弦长b的变化范围在89.32～89.8mm之间，进气角α的变化范围在87.02°～87.30°之间，安装角βy的变化范围在-39.70°～-38.40°之间，型线最大厚度t的变化范围在13.29～12.84mm之间，出气边厚度δ的变化范围在1.39～1.57mm之间。

进一步地，所述叶片工作部分2截面a-a的截面高度h1为-11.50mm，该位置所对应的叶片工作部分2的轴向宽度q1为60.05mm、弦长b1为89.32mm、进气角α1为87.02°、安装角为-39.70°、型线最大厚度t1为13.28mm，出气边厚度δ1为1.39mm。

进一步地，所述叶片工作部分2截面b-b的截面高度h2为15.00mm，该位置所对应的叶片工作部分2的轴向宽度q2为59.54mm、弦长b2为89.40mm、进气角α2为86.91°、安装角为-39.24°、型线最大厚度t2为13.27mm，出气边厚度δ2为1.42mm。

进一步地，所述叶片工作部分2截面c-c的截面高度h3为45mm，该位置所对应的叶片工作部分2的轴向宽度q3为59.38mm、弦长b3为89.51mm、进气角α3为86.06°、安装角为-39.01°、型线最大厚度t3为13.20mm，出气边厚度δ3为1.44mm。

进一步地，所述叶片工作部分2截面d-d的截面高度h4为75mm，该位置所对应的叶片工作部分2的轴向宽度q4为59.29mm、弦长b4为89.60mm、进气角α4为86.07°、安装角为-38.91°、型线最大厚度t4为13.15mm，出气边厚度δ4为1.49mm。

进一步地，所述叶片工作部分2截面e-e的截面高度h5为105mm，该位置所对应的叶片工作部分2的轴向宽度q5为59.20mm、弦长b5为89.69mm、进气角α5为86.21°、安装角为-38.84°、型线最大厚度t5为13.13mm，出气边厚度δ5为1.54mm。

进一步地，所述叶片工作部分2截面f-f的截面高度h6为135mm，该位置所对应的叶片工作部分2的轴向宽度q6为58.64mm、弦长b6为89.75mm、进气角α6为87.26°、安装角为-38.60°、型线最大厚度t6为13.05mm，出气边厚度δ6为1.55mm。

进一步地，所述叶片工作部分2截面g-g的截面高度h7为168mm，该位置所对应的叶片工作部分2的轴向宽度q7为58.10mm、弦长b7为89.80mm、进气角α7为87.30°、安装角为-38.40°、型线最大厚度t7为12.84mm，出气边厚度δ7为1.57mm。

在叶型造型时，根据第二级导叶片对叶片参数的要求，当选取以上参数值时，使叶片进气角更匹配来流方向，前缘的弯度有所增加，增大前缘半径，降低进气正攻角，改善叶片表面静压分布，有利于降低叶型损失，使其整体效果优于调整前。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本实用新型整体构思下的不同实现方式，而且本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。