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燃氣輪機濕壓縮技術(shù)研究進展及應(yīng)用綜述

2022-06-24 02:05霍東方張子健鄧清華豐鎮(zhèn)平
燃氣輪機技術(shù) 2022年2期
關(guān)鍵詞:壓氣機液滴燃氣輪機

霍東方,張子健,何 娟,鄧清華,李 軍,豐鎮(zhèn)平

(1. 華能河南中原燃氣發(fā)電有限公司, 河南 駐馬店 463002;2. 西安交通大學(xué) 能源與動力工程學(xué)院, 西安 710049)

燃氣輪機具有結(jié)構(gòu)緊湊、啟停靈活、功率密度大、熱功轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)勢[1],已廣泛應(yīng)用于航空、航海、發(fā)電等領(lǐng)域。如何實現(xiàn)燃氣輪機輸出功率和效率的進一步提升是未來研究的重點。

壓氣機是燃氣輪機裝置的重要組成部分,耗功占透平膨脹功的1/2~2/3[2]。隨著環(huán)境溫度升高,壓氣機耗功上升,燃氣輪機輸出功率和效率下降。研究表明,環(huán)境溫度每升高1 K,壓氣機耗功增加0.5%~0.9%[3-4]。因此,如何有效降低壓氣機耗功是提高燃氣輪機輸出功率的關(guān)鍵,而降低進口工質(zhì)溫度是主要手段之一。

壓氣機進口工質(zhì)冷卻技術(shù)包括:入口蒸發(fā)冷卻、中間冷卻以及濕壓縮冷卻[5-6]。入口蒸發(fā)冷卻是指通過蒸發(fā)冷卻器冷卻工質(zhì),對溫度和濕度較敏感。中間冷卻是指在高、低壓壓氣機之間布置中冷器冷卻低壓壓氣機出流工質(zhì),能量損失較多。濕壓縮冷卻是指在壓氣機進口或級間向被壓縮工質(zhì)中噴入液滴,兩者相互接觸,工質(zhì)在被壓縮的同時被冷卻,使整個壓縮過程向等溫壓縮靠近,從而使壓氣機出口溫度低于絕熱壓縮溫度,耗功低于絕熱壓縮功。Thomas[7]詳細比較了壓氣機噴水前后T-S圖。

相比于中間冷卻和入口蒸發(fā)冷卻,濕壓縮冷卻在如下幾方面有明顯優(yōu)勢[8]。(1) 經(jīng)濟性:前期投資較少,后期設(shè)備運行及維修費用較低;(2) 循環(huán)性:進氣量增加,進出口工質(zhì)溫度降低,壓縮功降低,燃氣輪機輸出功率提高;(3) 環(huán)保性:NOx污染物排放降低;(4) 穩(wěn)定性:在一定程度上抑制失速和喘振[9]。典型濕壓縮系統(tǒng)如圖1所示[10]。

圖1 燃氣輪機濕壓縮系統(tǒng)圖[10]

綜上所述,深入研究濕壓縮技術(shù),對進一步提升燃氣輪機輸出功率與效率具有重要意義。因此,本文綜述了濕壓縮技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù),凝練相關(guān)科學(xué)問題,提出燃氣輪機濕壓縮技術(shù)未來的研究方向。

1 濕壓縮技術(shù)研究進展

1.1 國外濕壓縮技術(shù)研究狀況

1.1.1 濕壓縮技術(shù)初探

上世紀(jì)40年代,Kleinschmidt首次提出濕壓縮概念[11]。Beede和Withee[12]比較了三臺軸流壓氣機噴水前后性能,發(fā)現(xiàn)噴水后壓比上升但最大效率降低,具體數(shù)據(jù)見表1。Hamrick等[13]在某離心壓氣機進口噴水,發(fā)現(xiàn)噴水使其壓比提高,效率降低。分析認(rèn)為噴水后效率降低是因為霧化不佳,液滴直徑過大。另外,Hill[14]向壓氣機中噴入水和酒精兩種液滴,并進行氣動性能比較,初步探索壓氣機中的兩相流動。

表1 不同壓氣機噴水后性能參數(shù)變化[12]

1.1.2 濕壓縮相關(guān)理論模型建立

從20世紀(jì)80年代后期開始,濕壓縮技術(shù)得到了快速發(fā)展。美國對Atlas聯(lián)合循環(huán)電廠的多臺燃氣輪機進行壓氣機改造,以實現(xiàn)進氣道噴水[15],并成功研發(fā)了多級噴水冷卻技術(shù)[16]和高壓霧化系統(tǒng)[17]。德國西門子公司、美國西屋公司與陶氏化學(xué)公司共同研發(fā)了高效濕壓縮系統(tǒng),并應(yīng)用于W501A燃氣輪機,使其輸出功率提升20%,熱耗率降低1.5%~3%[18]。法國阿爾斯通公司研發(fā)的濕壓縮系統(tǒng)成功應(yīng)用于GT24/GT26燃氣輪機機組[19]。Utamura等[20]考慮了液滴蒸發(fā)速率,提出對液滴噴射器的要求,并在某115 MW燃氣輪機進氣口噴入直徑為10 μm細液滴,發(fā)現(xiàn)1%的加濕量使燃氣輪機輸出功率提高10%,熱效率提高3%。Sexton等[21]提出一種改進的預(yù)測模型,用于研究液滴蒸發(fā)性能。結(jié)果表明,進氣道中可蒸發(fā)水量取決于環(huán)境相對濕度和溫度,而功率提升取決于環(huán)境溫度、相對濕度和噴水量。Haertel等[22]分別用理想蒸發(fā)模型和非平衡蒸發(fā)模型預(yù)測濕壓縮后壓氣機的氣動性能,發(fā)現(xiàn)當(dāng)液滴直徑小于1 μm時,兩種模型的預(yù)測結(jié)果幾乎相同。Bagnoli等[23-24]對不同進氣條件和噴水條件下的壓氣機氣動性能進行研究。其中,噴水位置(WIP)和噴水量對輸出功率影響的結(jié)果如圖2所示。

圖2 水和空氣的質(zhì)量流量比和噴水位置對燃氣輪機輸出功率的影響[24]

Khan等[25]在平衡態(tài)液滴蒸發(fā)模型的基礎(chǔ)上引入非平衡液滴傳熱模型,對壓氣機濕壓縮技術(shù)開展了進一步研究。結(jié)果表明,由于濕壓縮過程中液滴蒸發(fā)速率不斷變化,采用非平衡法與平衡法得到的濕壓縮對壓氣機性能的影響規(guī)律差異較大。比如,液滴大小在平衡態(tài)時影響不大,但在非平衡態(tài)時影響較大。White等[26]提出了一種簡單的計算濕壓縮的數(shù)值方法,并分析了濕壓縮的變工況特性,發(fā)現(xiàn)噴水后的壓氣機特性線始終向高壓比高流量的方向偏移,具體如圖3所示。另外,在該研究中,液滴噴入使壓氣機前幾級偏向阻塞邊界,而后幾級則偏向失速邊界。Roumelioti等[27]也獲得了類似結(jié)論。

(a) 壓比曲線

Tahani等[28]建立了壓氣機過噴濕壓縮熱力學(xué)模型,考慮了液滴直徑、液滴量和液滴溫度三個變量,以輸出功為目標(biāo)函數(shù),對壓氣機濕壓縮性能進行優(yōu)化。Payne等[29]提出了一種適用于靜止和旋轉(zhuǎn)多排葉片的單級壓氣機內(nèi)小液滴噴射的計算方法。Sanaye等[30]對燃氣輪機濕壓縮過程進行參數(shù)分析,研究了進氣道蒸發(fā)冷卻和濕壓縮冷卻對16種燃氣輪機的輸出功率、排氣溫度和循環(huán)效率的影響,提出了各種燃氣輪機實際凈功率的預(yù)測公式。此外,還研究了進口蒸發(fā)和濕壓縮過程中壓氣機物性參數(shù)變化以及壓氣機工作點的移動,結(jié)果如圖4所示。

圖4 無冷卻、進氣飽和噴霧、濕壓縮(過噴量=1%)、濕壓縮(過噴量=2%)的壓氣機特性線[30]

1.1.3 濕壓縮中液滴運動特性研究

隨著研究深入,液滴噴入后在壓氣機內(nèi)的滑移、碰撞、飛濺等運動引起廣泛關(guān)注。Khan等[31]研究了不同的液滴破碎模型、腐蝕模型、液滴示蹤模型以及傳熱傳質(zhì)模型,發(fā)現(xiàn)壓氣機通流部分壓力梯度使液滴滑移并腐蝕動葉吸力面前緣,結(jié)果如圖5所示。Johnson等[32]比較了穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)蒸發(fā)模型預(yù)測的液滴蒸發(fā)特性,發(fā)現(xiàn)兩種模型下液滴溫度、飽和壓力和密度加權(quán)質(zhì)量擴散系數(shù)增加都可以增加液滴蒸發(fā)速率,但穩(wěn)態(tài)模型預(yù)測的蒸發(fā)速率更高,如圖6所示。White等[33]在濕壓縮熱力學(xué)模型中考慮滑移、碰撞、飛濺、成膜等現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)滑移運動可有效強化蒸發(fā)冷卻。另外,滑移速度隨液滴直徑增加而增大,當(dāng)直徑小于5 μm時,液滴流動性較好。

圖5 動葉吸力面前緣區(qū)域的腐蝕情況[31]

圖6 液滴直徑隨時間的變化[32]

1.2 國內(nèi)濕壓縮技術(shù)發(fā)展概況

國內(nèi)最早是陳大燮教授對濕壓縮的熱力學(xué)性能進行了綜合評估[34]。正式研究起步于20世紀(jì)90年代中后期,主要集中在高校和科研院所,目前已取得了一些科研成果。下面將分別從循環(huán)理論、實驗測試和數(shù)值模擬三方面進行綜述。

1.2.1 循環(huán)理論研究

鄭群等[35]將濕壓縮熱力學(xué)過程與液滴蒸發(fā)模型結(jié)合,構(gòu)建了壓氣機濕壓縮的完整熱力學(xué)模型,并利用該模型對壓氣機濕壓縮開展研究。結(jié)果指出,噴水后壓縮過程的工質(zhì)由單相變成兩相,液滴與空氣之間的相互作用伴隨著傳熱傳質(zhì),導(dǎo)致干壓縮的很多概念及定義不再適用,因此專門提出了適用于濕壓縮的新概念,包括濕等熵系數(shù)、濕等熵效率以及濕等熵壓縮功等。進一步研究中,上述成果被運用到燃氣輪機回?zé)嵫h(huán),并創(chuàng)造性地提出了燃氣輪機濕壓縮[36]。濕壓縮回?zé)嵫h(huán)與其他循環(huán)方式的輸出功和效率比較結(jié)果如圖7所示。

(a) 輸出功

李淑英等[37-38]為準(zhǔn)確計算濕空氣和濕燃氣在任意水氣比下的物性參數(shù),提出了適用于計算機計算的濕空氣和濕燃氣的物性計算方法。王云輝等[39]建立了濕壓縮系統(tǒng)的M-G模型,主要研究濕壓縮對壓縮系統(tǒng)失速狀況下的瞬態(tài)響應(yīng)特性,發(fā)現(xiàn)在一定條件下,濕壓縮可有效消除壓氣機的喘振和失速,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,結(jié)果如圖8所示。

圖8 濕壓縮后壓氣機穩(wěn)定特性線及失速線的變化[39]

李明宏[40-41]和鄭群[42]推導(dǎo)并修正了M-G模型,建立了濕壓縮系統(tǒng)穩(wěn)定分岔模型,并分析了濕壓縮對壓縮系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,除某些極端情況外,濕壓縮不僅能抑制旋轉(zhuǎn)失速,還能減小喘振。由雪琴[43]重點關(guān)注了濕壓縮過程中的傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象,建立了液滴蒸發(fā)模型,分析了濕壓縮技術(shù)對壓縮終溫、壓縮功等的影響。邵燕等[44-45]分析了濕壓縮過程中熵和的變化情況,結(jié)果如圖9和圖10所示。林楓等[46-47]整理了國外關(guān)于壓氣機噴水的研究資料,初步總結(jié)了噴水對壓氣機總體性能的影響。劉建成等[48]分別從液滴噴射、粒子動力學(xué)、液滴蒸發(fā)率及兩相流四個方面對濕壓縮技術(shù)的國內(nèi)外研究動態(tài)進行闡述。王永青等[6, 49-52]提出了濕壓縮HAT循環(huán),研究了壓氣機進口噴霧量、噴霧尺寸與通道長度之間的關(guān)系,指出濕壓縮技術(shù)的關(guān)鍵在于研究高效霧化噴嘴。

(a) 干壓縮效率0.88與壓縮比7條件

圖10 理想干壓縮與濕壓縮的比較[45]

1.2.2 實驗研究

目前,國內(nèi)對濕壓縮技術(shù)開展的實驗研究較少,僅哈爾濱工程大學(xué)動力與能源工程學(xué)院熱力渦輪機工程實驗室建立了較為完整的實驗臺。他們首先建立了一級離心壓氣機濕壓縮實驗臺,如圖11(a)所示,并進行了一系列實驗研究[37-43]。在此基礎(chǔ)上,對某離心壓氣機進行改造,建立兩級離心壓氣機濕壓縮實驗臺,裝置示意圖如圖11(b)所示。通過對壓氣機濕壓縮前后的特性線進行對比,發(fā)現(xiàn)進口噴入液滴后,進口空氣溫度明顯下降,壓氣機的特性線偏向高壓比、高流量方向。另外,實驗過程中對比了兩種加濕霧化方法(直流閃蒸和旋流閃蒸)的濕壓縮效果,同時也比較了不同位置(進口和級間)噴霧的效果。結(jié)果表明,直流閃蒸霧化的加濕量更大,液滴直徑大小也能夠滿足要求。進口加濕和級間加濕都能有效提高壓比和效率,但從增加進氣量和減少耗功來看,進口加濕更好[53-56]。目前,他們正在繼續(xù)進行實驗臺改造,已初步完成對三級軸流壓氣機濕壓縮實驗臺的搭建[57]。

(a) 一級離心壓氣機

1.2.3 數(shù)值模擬研究

計算機技術(shù)的快速發(fā)展為葉輪機械研究,尤其是內(nèi)部流場的數(shù)值求解創(chuàng)造了便利條件,濕壓縮的CFD求解也迎來了快速發(fā)展。

邵燕等[58]的研究結(jié)果指出液滴在通道內(nèi)的存留時間隨直徑增大而延長。孫蘭昕等[59-63]數(shù)值研究了不同出口壓力時的濕壓縮情況,包括流道表面分離區(qū)域的大小、壓縮效率、壓比和比壓縮功等參數(shù)的變化。此外,還研究了液滴大小、液滴溫度和噴水流量等因素對壓氣機性能的影響。結(jié)果表明,濕壓縮可以削弱或消除動葉通道吸力側(cè)的分離流,從而改善壓氣機內(nèi)部流場。另外,濕壓縮可以擴大壓氣機安全運行區(qū)域,提高壓氣機穩(wěn)定性,具體流場信息如圖12所示。

(a) 干壓縮

孫蘭昕對應(yīng)用濕壓縮技術(shù)的某燃氣輪機整機進行了數(shù)值模擬,分析了噴霧對各部件性能以及污染物排放的影響。結(jié)果顯示,液滴直徑越小,整個燃氣輪機機組的濕壓縮性能越好。同時,液滴噴入降低了進口空氣溫度,從而降低燃燒室出口溫度和燃燒室出口排放物中的NOx濃度,但是CO排放量上升[62],如圖13所示。

(a) CO濃度分布

羅銘聰?shù)萚64]對NASA 37級跨音速壓氣機轉(zhuǎn)子進行數(shù)值模擬,獲得了三種噴水方案(葉尖注水、濕壓縮和葉尖注水與濕壓縮相結(jié)合)下的壓氣機性能,并評估了各種性能參數(shù)(總壓比、進口流量和絕熱效率)對總壓損失、熵、馬赫數(shù)、溫度、極限流線等的影響。結(jié)果表明,隨著液滴尺寸的減小和噴射速度的增加,葉尖泄漏渦強度降低,失速情況得到改善,濕壓縮有助于實現(xiàn)最大的失速裕度改善,如圖14和圖15所示。他們還關(guān)注了壓氣機在設(shè)計工況和旋轉(zhuǎn)失速邊界噴水引起的氣動性能變化,并對水滴運動進行了模擬[65]。結(jié)果表明,無論在設(shè)計工況下,還是在旋轉(zhuǎn)失速工況下,濕壓縮都可以提高多級壓氣機的性能。只有直徑為5 μm的水滴才能實現(xiàn)在壓氣機中的完全蒸發(fā),說明細粒徑水滴的蒸發(fā)-冷卻累積效果要遠遠好于大粒徑水滴,如圖16所示。

(a) 熵云圖

圖15 不同的液滴噴射方式對壓氣機失速裕度的影響[64]

(a) 初始直徑:5 μm

2 濕壓縮關(guān)鍵技術(shù)——霧化技術(shù)

前已述及,濕壓縮技術(shù)可以有效提高燃氣輪機裝置的輸出功率和循環(huán)效率,但當(dāng)液滴直徑過大時,提高燃氣機性能的效果并不明顯。因此,良好的霧化是高效濕壓縮技術(shù)的關(guān)鍵。

2.1 霧化理論發(fā)展

霧化過程復(fù)雜紛呈,霧化噴嘴多種多樣,所以其理論發(fā)展非常緩慢。目前對霧化技術(shù)的研究多局限于某一因素或者局部,少有全面研究[66]。迄今為止仍沒有一個完善的霧化理論能夠完全預(yù)測不同形式噴嘴的霧化過程[67]。

目前對液體霧化過程的認(rèn)識形成的統(tǒng)一觀點認(rèn)為霧化過程主要有液膜破碎、 液柱破碎和液滴破碎三種形式[68]。Rayleigh[69]首次對無粘射流的破碎機理進行了理論研究。Weber[70]建立了考慮液體粘性的射流模型,發(fā)現(xiàn)粘性并不是影響霧化時射流穩(wěn)定性的判定準(zhǔn)則,但粘性會減小射流表面擾動波的最大增長率,減小最不穩(wěn)定波數(shù),從而增大射流破碎尺寸。Reitz等[71]對常溫常壓下高速氣流中的液滴破碎進行機理研究,獲得了液滴在不同破碎模式下的霧化特性。柴柏青等[72]根據(jù)韋伯?dāng)?shù)將水滴的氣動力破碎形態(tài)以及碰壁后形態(tài)進行分類,如表2所示。

表2 水滴氣動力破碎形態(tài)[72]

2.2 霧化方法

目前液滴霧化方法主要分為四種[56]:

(1) 高壓噴射霧化法:高壓條件下從噴嘴射出的液體與周圍環(huán)境之間存在一定的速度差,相對運動使得液滴破碎,進而霧化。

(2) 閃蒸霧化法:基于高壓噴射,對液滴進一步施加壓力并加熱,使其在一次霧化的基礎(chǔ)上發(fā)生二次破碎的技術(shù)。

(3) 超聲波霧化法:超聲波發(fā)生器輸出的高頻電能在通過壓電轉(zhuǎn)換器后將轉(zhuǎn)化為聲能,傳到霧化罐底部凹面聚焦,破壞液態(tài)分子結(jié)構(gòu),形成霧態(tài)的技術(shù)。

(4) 靜電霧化法:在高壓靜電場的作用下實現(xiàn)液體霧化的技術(shù)。

2.3 霧化系統(tǒng)

霧化系統(tǒng)一般由泵站、高壓供水管、噴嘴矩陣以及疏水管道四大部分組成[73]。

泵站的主要作用是為霧化噴嘴供給高壓除鹽水,其數(shù)量主要取決于噴水量。為了獲得較均勻的供水壓力,高壓水泵大都是相位錯開的電動容積泵。另外,泵站上通常設(shè)有高精度控制系統(tǒng)以準(zhǔn)確控制噴水量,還有用于測量空氣干球溫度和相對濕度的“氣象站”以及供水流量表等精密儀器設(shè)備。

高壓供水管是連接泵站和噴嘴歧管的部件,一般是不銹鋼管。為避免堵塞噴嘴濾網(wǎng),在供水管與噴嘴歧管連接前,必須徹底清除管內(nèi)的垃圾。

噴嘴矩陣是整個霧化系統(tǒng)最重要的部分,是形成均勻水霧場的關(guān)鍵。噴嘴通常按要求間距被固定在進氣道內(nèi)的不銹鋼框架上,形成噴嘴歧管,最終矩陣狀分布于機組進氣道內(nèi)。噴嘴數(shù)量由總噴水量和單噴嘴流量決定。研究表明,錯排布置的噴嘴陣列有利于提高水霧場均勻性,進而提高壓氣機進口溫度場的均勻性。噴嘴主要有旋流式和撞針式兩種,表3對兩種噴嘴進行了比較。撞針式噴嘴內(nèi),高速水流在離開噴口后撞擊緊挨噴口的球頭撞針,產(chǎn)生較均勻的微小水滴;而旋流式噴嘴內(nèi),高壓水通過噴嘴內(nèi)的旋流器高速切向離開噴口,將水膜“撕裂”成小水滴。

表3 兩種噴嘴性能比較

疏水管道主要是為了消除噴霧與進氣道壁面接觸而形成的大水滴,從而避免壓氣機葉片受損。一般而言,良好霧化系統(tǒng)的疏水量不能超過總噴水量的1%。通常在壓氣機的進氣道底板上進行潑水實驗以確定最低疏水位置。由于進氣道內(nèi)是負壓狀態(tài),為順利疏水,須要保證疏水管有一定的垂直高度,并在其末端裝逆止閥。

迄今為止,在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,應(yīng)用最為廣泛的是美國Mee公司的MeeFogTM霧化系統(tǒng),如圖17所示。截至2013年,該霧化系統(tǒng)在全世界的銷售量已經(jīng)達到900套,在我國也有7套在使用。

圖17 Mee公司燃氣輪機進氣霧化系統(tǒng)示意圖[62]

經(jīng)過多年的發(fā)展,霧化技術(shù)已在國外燃氣輪機上廣泛應(yīng)用。早在1998年,美國GE公司就在高、低壓壓氣機之間的過渡段安裝了24只噴嘴對液滴進行霧化,并且液滴霧化直徑已經(jīng)達到小于20 μm的水平。法國阿爾斯通公司將高壓霧化系統(tǒng)應(yīng)用于GT24/GT26燃氣輪機,運行結(jié)果發(fā)現(xiàn)壓氣機進口噴水后,燃氣輪機的輸出功率大約可增加7.1%[19]。

近年來,霧化技術(shù)在國內(nèi)也逐漸開展了應(yīng)用研究。國內(nèi)首例噴霧冷卻裝置由中船重工703所和新疆塔里木油田分公司合作研發(fā),已經(jīng)應(yīng)用于實際燃氣輪機電站。目前的運行結(jié)果顯示該霧化裝置霧化后的液滴直徑不超過10 μm,可以達到要求,在提高燃氣輪機電站的經(jīng)濟性方面顯示出了絕對優(yōu)勢[74]。另外,哈爾濱工程大學(xué)在液滴初次霧化的基礎(chǔ)上,利用閃蒸原理使其產(chǎn)生二次破碎,進而得到直徑更小的液滴,在高校實驗室環(huán)境下達到了低于10 μm液滴直徑的目標(biāo)[55]。

3 討論與結(jié)語

深入研究濕壓縮相關(guān)理論與技術(shù)應(yīng)用,對進一步提高現(xiàn)代燃氣輪機的性能具有重要意義。論文綜述了國內(nèi)外燃氣輪機濕壓縮研究的進展以及應(yīng)用狀況,依據(jù)目前研究結(jié)果,作者認(rèn)為今后的相關(guān)研究應(yīng)重點關(guān)注以下幾個方面:

(1) 對多級壓氣機進行全三維數(shù)值模擬與實驗測量,準(zhǔn)確獲得加濕后壓氣機內(nèi)部流場的變化與液滴蒸發(fā)狀況,客觀分析壓氣機加濕后的正面效應(yīng)和負面影響,全面獲得壓氣機加濕后的流場局部和綜合氣動性能變化。

(2) 精細化研究液滴在壓氣機葉片通道內(nèi)的時空遷移與蒸發(fā)規(guī)律,進一步建立更為完善的液滴/葉片撞擊模型,探索液滴和葉片之間的相互作用機理,定量化表征葉片各部位的沖蝕狀況,完善壓氣機葉片水蝕相關(guān)理論,提出相應(yīng)的葉片防護措施。

(3) 進一步研究整機環(huán)境下,濕壓縮技術(shù)對燃氣輪機裝置各部件(壓氣機、燃燒室、透平)的性能影響,以及壓氣機加濕后各個部件之間的氣動性能匹配問題,進而開展新型濕壓縮壓氣機的設(shè)計研究。

(4) 厘清影響液滴霧化的各種影響因素之間的相互作用機制,進一步發(fā)展更為系統(tǒng)的噴嘴霧化理論,從而對不同形式噴嘴的霧化過程進行預(yù)測,構(gòu)建新型霧化噴嘴結(jié)構(gòu),充分降低霧化液滴直徑,抑制液滴對葉片和氣缸的水蝕影響。

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