基于研究鸟撞现象对压气机气动性能影响的目的,进行单级压气机的气动设计,分析了主要设计参数,并以此为基础,以原型转子叶片为模型进行鸟撞模拟,建立鸟撞损伤叶片模型。在周向上改变损伤叶片的数量生成不同的计算模型,进行全环的数值模拟,考察不同受损叶片数目对压气机气动性能的影响,分析流场细节,总结受损转子气动特性的变化规律。计算结果表明受损叶片数量分别为1、2、3的压气机转子在设计转速下,气动性能和稳定性都有明显的下降,主要表现为最大效率工况的效率分别减小了1.37%、2.55%、3.57%,压比分别减小了0.19%、0.29%、0.40%,稳定工作的流量范围减小,稳定裕度分别相对减小了14.33%、25.69%、31.97%。

由于国内市场对发电量的高需求,现代燃气轮机出力越来越高,这对运行安全性也提出了更高要求。使用CFD工具对一款轴流式燃气轮机压气机进行了升级,以提升喘振裕度,保证安全性。升级中流道保持不变,对后面级叶片进行了优化,以获得足够的喘振裕度,并减少损失。结果表明,相比原型机,升级后的压气机在设计状态喘振裕度提升超过3.5%,非设计点喘振裕度也得到提升。研究成果可为后续压气机性能优化升级提供参考。