基于奇点分布法的涡轮钻具叶型设计
本文选题:涡轮钻具 + 叶型 ; 参考:《西南石油大学学报(自然科学版)》2017年03期
【摘要】:在高速及小直径涡轮钻具的叶型设计中,采用常规方法难得到令人满意的叶型,而采用奇点分布法来设计涡轮钻具叶型是值得尝试的。根据奇点分布法的设计流程,首先计算了涡轮钻具叶栅的叶片数、绕翼型环量、无穷远处均匀来流速度。其次,选取环量密度分布规律,设计了涡轮钻具的叶型骨线,并采用六次多项式对叶型骨线进行光滑。再次,根据翼型库中翼型的表达方式,研究了沿叶型骨线加厚叶型的方法,得到了有厚叶型,并确定了厚度圆与叶片吸力面和压力面型线的切点计算方法,提供了叶片在制造时的必需坐标点。最后,根据工程数据,设计了某型涡轮钻具的叶型,采用CFD软件对其叶型进行了流场仿真。仿真结果表明叶型性能优良,证明了奇点分布法在涡轮钻具叶型设计中的可行性,特别是对设计高速涡轮钻具更是一种行之有效的方法。
[Abstract]:In the design of blade profile of high speed and small diameter turbodrill, it is difficult to obtain satisfactory blade shape by conventional method, but it is worth trying to design the blade shape of turbine drilling tool by singularity distribution method. According to the design flow of singularity distribution method, the number of blades, the number of annulus around the airfoil, and the uniform flow velocity at infinity are calculated. Secondly, the blade profile of turbine drilling tool is designed according to the distribution law of ring volume density, and the sixth order polynomial is used to smooth the blade bone line. Thirdly, according to the expression of the airfoil in the airfoil library, the method of thickening the blade along the blade bone line is studied, and the thick leaf shape is obtained, and the tangent point calculation method of the thickness circle, the blade suction surface and the pressure profile is determined. The necessary coordinates of the blade for manufacture are provided. Finally, according to the engineering data, the blade profile of a turbine drilling tool is designed, and the flow field of the blade profile is simulated by CFD software. The simulation results show that the blade profile is good, and the singularity distribution method is feasible in the design of turbine drilling tool blade profile, especially for the design of high speed turbine drill tool.
【作者单位】: 西南石油大学机电工程学院;中国石化石油工程机械有限公司;宝石机械成都装备制造分公司;
【基金】:石油天然气装备教育部重点实验室开放基金(OGE201403-20) 西南石油大学校级科技基金(2013XJZ011)
【分类号】:TE921.2
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本文编号:2027695
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