CDR工艺用径向进气涡轮叶片结构

在碳捕集环节的CDR二氧化碳去除工艺段，这类涡轮叶片是空气导入单元的核心做功部件，承担着从环境中抽吸空气、为后续碳吸附模块提供稳定气流的作用，区别于常规动力涡轮的高温高压工况，这类进气涡轮的工作介质为常温常压空气，设计时更侧重低转速下的进气效率与流道均匀性，避免气流在叶道内产生紊流导致的压损升高。从结构设计来看，该叶片采用等厚径向直叶片布局，整体轮盘为中心对称结构，中心开设的安装孔用于与驱动轴系配合，安装孔与轮盘之间设置加厚轮毂段，既可以提升轮盘整体的结构刚度，抵消叶片旋转时产生的离心应力，也能为轴系连接提供足够的配合长度，保证运转时的同轴度，避免径向跳动带来的振动问题。叶片沿轮盘周向均匀排布，叶型从轮毂处向外缘平滑延伸，相邻叶片之间形成收敛型流道，空气从轮盘轴向进入后，在叶片的推动下沿径向甩出，流道的收敛角度经过反复校核，既保证气流在流道内的加速过程平缓，不会出现局部涡流，也能控制叶片出口处的气流速度均匀性，让进入后续碳捕集模块的气流截面流速差控制在合理区间，避免局部流速过高导致吸附剂被气流冲刷损耗。轮盘外缘做了等直径齐边处理，没有设置额外的轮缘箍圈，这是因为该类涡轮的工作转速较低，叶片自身的离心应力处于材料许用范围内，省去轮缘结构可以降低整体转动惯量，减少驱动电机的启动负载，同时也能降低轮盘整体重量，减少轴系的支撑载荷。安装边界方面，中心安装孔的公差配合按照过渡配合设计，装配时需要与轴肩定位面贴合，保证轮盘端面与轴系的垂直度，叶片外缘与机壳内壁之间预留合理的径向间隙，间隙值既要避免运转时热胀或振动导致叶片刮蹭机壳，也要控制间隙过大带来的回流损失，提升整体进气效率。在实际工况适配中，这类叶片的表面粗糙度需要控制在合理范围，降低空气与叶片表面的摩擦阻力，叶片与轮盘的连接位置做圆角过渡，避免应力集中导致的疲劳开裂，适配长期连续运转的CDR系统工作需求，不需要频繁停机维护。