涡轮叶片的寿命确定方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及涡轮叶片技术领域，尤其是涉及一种涡轮叶片的寿命确定方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.随着工业的发展，燃气轮机也应用到了各种各样的领域，但在燃气轮机启停过程中，燃气轮机中的涡轮叶片受到的载荷会缩短涡轮叶片的使用寿命，并降低叶片使用的可靠性。只有准确地预测叶片的热机械疲劳寿命，才可以确定叶片的安全期限，保证叶片使用的可靠性。
3.现有技术中确定涡轮叶片的寿命采用数值模拟计算的方法，需要分别模拟燃机三大部件，即压气机、燃烧器、涡轮的瞬态工作过程以获得这三个部件的流动和传热的详细信息，再通过大量的计算将这些信息转换为叶片瞬态温度场和叶片寿命模拟计算所需要的数据。显然，这种方法的计算量是非常巨大的，会耗费大量的时间。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种涡轮叶片寿命的确定方法、装置、电子设备及存储介质，能够减少计算量，节省确定涡轮叶片寿命的时间。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种涡轮叶片寿命的确定方法，该方法包括：
6.获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度；
7.根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算燃气轮机机组中涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场；
8.针对涡轮叶片的弹性矩阵、涡轮叶片在每个工作时长对应的温度场和涡轮叶片在历史工作过程中与工作时长对应的叶片转速，确定涡轮叶片对应的应力张量矩阵；
9.根据所有的应力张量矩阵和应力寿命公式，确定涡轮叶片的寿命。
10.在一种可能的实施方式中，获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，包括：
11.按照预设的初始时间间隔，获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度；
12.根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算涡轮叶片在不同工作时长对应的换热边界值；换热边界值包括换热系数和流体温度；
13.判断在时间上相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值；
14.若绝对值不满足预设阈值，则在两个工作时长分别对应的结束时间点的中间插入采集点；根据预设的初始时间间隔和所有采集点，再次判断当前工作过程中在时间上相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值；
15.若绝对值满足预设阈值，将在当前工作过程中获取到的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度作为最终获取结果。
16.在一种可能的实施方式中，根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算燃气轮机机组中涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场，包括：
17.根据涡轮叶片的形状特征和传热特点，对涡轮叶片的立体模型进行网格划分；传热特点包括换热系数、热流密度；
18.根据各个工作时长的换热边界值和每个网格的位置，计算涡轮叶片在不同工作时长下的每个网格所在位置的温度；
19.根据涡轮叶片在不同工作时长下的每个网格所在位置的温度，确定涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场。
20.在一种可能的实施方式中，针对涡轮叶片的弹性矩阵、涡轮叶片在每个工作时长对应的温度场和涡轮叶片在历史工作过程中与工作时长对应的叶片转速，确定涡轮叶片对应的应力张量矩阵，包括：
21.对涡轮叶片施加涡轮叶片在历史工作过程中与在当前工作过程中的工作时长对应的叶片转速和温度场；
22.基于涡轮叶片的屈服准则，根据涡轮叶片的弹性矩阵和不同工作时长的温度场，确定涡轮叶片在当前工作过程中每个网格所在位置在不同工作时长对应的应力张量矩阵。
23.在一种可能的实施方式中，根据所有的应力张量矩阵和应力寿命公式，确定涡轮叶片的寿命，包括：
24.根据所有的应力张量矩阵，计算涡轮叶片在当前工作过程中每个网格中的每个节点所在位置的应力张量最大值与应力张量最小值的差值，得到每个节点所在位置的应力张量幅值；
25.根据应力张量幅值，采用应力寿命公式计算每个节点所在位置的低循环疲劳寿命；
26.将最小的低循环疲劳寿命确定为涡轮叶片的寿命。
27.第二方面，本技术实施例还提供了一种涡轮叶片的寿命确定装置，该装置包括：
28.获取模块，用于获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度；
29.计算模块，用于根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算燃气轮机机组中涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场；
30.确定模块：用于针对涡轮叶片的弹性矩阵、涡轮叶片在每个工作时长对应的温度场和涡轮叶片在历史工作过程中与工作时长对应的叶片转速，确定涡轮叶片对应的应力张量矩阵；
31.确定模块，还用于根据所有的应力张量矩阵和应力寿命公式，确定涡轮叶片的寿命。
32.在一种可能的实施方式中，获取模块，具体用于按照预设的初始时间间隔，获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度；根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入
口温度，计算涡轮叶片在不同工作时长对应的换热边界值；换热边界值包括换热系数和流体温度；判断在时间上相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值；若绝对值不满足预设阈值，则在两个工作时长分别对应的结束时间点的中间插入采集点；根据预设的初始时间间隔和所有采集点，再次判断当前工作过程中在时间上相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值；若绝对值满足预设阈值，将在当前工作过程中获取到的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度作为最终获取结果。
33.在一种可能的实施方式中，计算模块，具体用于根据涡轮叶片的形状特征和传热特点，对涡轮叶片的立体模型进行网格划分；传热特点包括换热系数、热流密度；根据各个工作时长的换热边界值和每个网格的位置，计算涡轮叶片在不同工作时长下的每个网格所在位置的温度；根据涡轮叶片在不同工作时长下的每个网格所在位置的温度，确定涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场。
34.在一种可能的实施方式中，确定模块，具体用于对涡轮叶片施加涡轮叶片在历史工作过程中与在当前工作过程中的工作时长对应的叶片转速和温度场；基于涡轮叶片的屈服准则，根据涡轮叶片的弹性矩阵和不同工作时长的温度场，确定涡轮叶片在当前工作过程中每个网格所在位置在不同工作时长对应的应力张量矩阵。
35.在一种可能的实施方式中，确定模块，还用于根据所有的应力张量矩阵，计算涡轮叶片在当前工作过程中每个网格中的每个节点所在位置的应力张量最大值与应力张量最小值的差值，得到每个节点所在位置的应力张量幅值；根据应力张量幅值，采用应力寿命公式计算每个节点所在位置的低循环疲劳寿命；将最小的低循环疲劳寿命确定为涡轮叶片的寿命。
36.第三方面，一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述第一方面的涡轮叶片的寿命确定方法的步骤。
37.第四方面，一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述第一方面的涡轮叶片的寿命确定方法的步骤。
38.本技术提供了一种涡轮叶片的寿命确定方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度；根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算燃气轮机机组中涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场；针对涡轮叶片的弹性矩阵、涡轮叶片在每个工作时长对应的温度场和涡轮叶片在历史工作过程中与工作时长对应的叶片转速，确定涡轮叶片对应的应力张量矩阵；根据所有的应力张量矩阵和应力寿命公式，确定涡轮叶片的寿命。本技术通过获取燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算不同工作时长对应的温度场后，再确定涡轮叶片在不同工作时长对应的应力张量矩阵，最后，根据应力寿命公式确定涡轮叶片的寿命，减少了计算量，节省确定涡轮叶片寿命的时间。
39.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合
所附附图，作详细说明如下。
附图说明
40.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
41.图1示出了本技术实施例所提供的一种涡轮叶片的寿命确定方法的流程图；
42.图2示出了本技术实施例所提供的另一种涡轮叶片的寿命确定方法的流程图；
43.图3示出了本技术实施例所提供的一种涡轮叶片的寿命确定装置的结构示意图；
44.图4示出了本技术实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
45.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本技术中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本技术的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本技术中使用的流程图示出了根据本技术的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本技术内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
46.另外，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
47.为了使得本领域技术人员能够使用本技术内容，结合特定应用场景“涡轮叶片技术领域”，给出以下实施方式。对于本领域技术人员来说，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用场景。虽然本技术主要围绕“涡轮叶片技术领域”进行描述，但是应该理解，这仅是一个示例性实施例。
48.下面对本技术实施例提供的一种涡轮叶片寿命的确定方法进行详细说明。
49.请参阅图1，图1为本技术实施例所提供的一种涡轮叶片的寿命确定方法的流程图。
50.下面对本技术实施例示例性的各步骤进行说明：
51.s101、获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度。
52.进一步地，按照预设的初始时间间隔，获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度。
53.例如，预设的初始时间间隔为1s，就会获取正在工作过程中的涡轮叶片工作时长为1s、2s、3s、
……
、ns的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温
度。
54.进一步地，根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算涡轮叶片在不同工作时长对应的换热边界值。
55.其中，换热边界值包括换热系数和流体温度，换热系数包括内侧换热系数和外侧换热系数，流体温度包括内侧流体温度和外侧流体温度。
56.例如，获取到工作时长为1s、2s、3s的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，那么就根据工作时长为1s、2s、3s的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，分别计算工作时长为1s、2s、3s的换热边界值。
57.这里，根据下列公式计算外侧换热系数hg和外侧流体温度t
g,local
：
[0058][0059]
t
g,local
＝f2(t2,t3,p)
×
f1(x,y)，
[0060][0061]
kg＝f4(t
g,local
)＝(0.086
×
t
g,local-0.885)*0.001；
[0062]
其中，c0为已知常数，m为压气机进口流量，μg为当地的燃气动力粘度，kg为当地的燃气导热系数，f1、f2、f3、f4分别为相应的燃气侧函数，(x,y)燃烧器出口截面的位置坐标，p为压气机出口压力、t2为压气机出口温度、t3为涡轮入口温度。
[0063]
这里，根据下列公式计算内侧换热系数hc和外侧流体温度t
c,local
：
[0064][0065]
t
c,local
＝f5(t2,t3,p)
×
f6(x,y,z)，
[0066][0067]
kc＝f8(t
c,local
)＝(0.0507
×
t
c,local
14.3931)*0.001；
[0068]
其中，c1为已知常数，m为压气机进口流量，μc为当地的冷气动力粘度，kc为当地的冷气导热系数，f5、f6、f7、f8分别为相应的燃气侧函数，(x,y,z)为涡轮叶片的空间坐标，p为压气机出口压力、t2为压气机出口温度、t3为涡轮入口温度。
[0069]
进一步地，判断在时间上相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值；若绝对值不满足预设阈值，则在两个工作时长分别对应的结束时间点的中间插入采集点；根据预设的初始时间间隔和所有采集点，再次判断当前工作过程中在时间上相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值；若绝对值满足预设阈值，将在当前工作过程中获取到的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度作为最终获取结果。
[0070]
这里，若绝对值满足预设阈值，在当前工作过程中根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算涡轮叶片在不同工作时长对应的换热边界值作为最终计算结果。
[0071]
其中，换热边界值的差值包括内侧换热系数的差值、外侧换热系数的差值、内侧流体温度的差值和外侧流体温度的差值，任一差值的绝对值不满足预设条件均为绝对值不满足预设阈值。
[0072]
例如，预设的初始时间间隔为1s，通过计算得到工作时长为1s、2s、3s的换热边界
值，那么，就会判断时间上相邻的两个工作时长(工作时长为1s和工作时长为2s、工作时长为2s和工作时长为3s)的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值。
[0073]
如果工作时长为1s和工作时长为2s的换热边界值的差值不满足预设阈值，工作时长为2s和工作时长为3s的换热边界值的差值满足预设阈值，那么就会在工作时长1s和工作时长2s的中间插入采集点，根据预设的初始时间间隔和所有采集点可知，将计算当前工作过程中的工作时长为1s、1.5s、2s、3s的换热边界值，再次判断时间上相邻的两个工作时长(工作时长为1s、工作时长为1.5s、工作时长为1.5s和工作时长为2s、工作时长为2s和工作时长为3s)的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值，若判断结果只有工作时长2s和工作时长为3s的换热边界值的差值的绝对值不满足预设阈值，则在工作时长2s和工作时长为3s的中间插入采集点，计算当前工作过程中工作时长为1s、1.5s、2s、2.5s、3s的换热边界值，再次进行判断。
[0074]
如果工作时长为1s和工作时长为2s、工作时长为2s和工作时长为3s的换热边界值的差值均满足预设阈值，则将在当前工作过程中获取到的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度作为最终获取结果。
[0075]
s102、根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算燃气轮机机组中涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场。
[0076]
进一步地，根据所述涡轮叶片的形状特征和传热特点，对所述涡轮叶片的立体模型进行网格划分；所述传热特点包括换热系数、热流密度。
[0077]
其中，形状特征指涡轮叶片表面的曲率，传热特点包括换热系数、热流密度。
[0078]
这里，在涡轮叶片表面曲率较大和或热流密度较大和涡轮叶片表面流体温度变化剧烈的位置分割的网格多一些，对于涡轮叶片的内表面的冷却结构为气膜孔、扰流柱、绕流肋、尾缘劈缝等尺寸较小的冷却结构，选用网格尺寸为0.2d，d为冷却特征尺寸，对于涡轮叶片外表面的压力面和吸力面，选用网格尺寸为0.03s，s为涡轮叶片弦长，对涡轮叶片前缘、尾缘、叶顶等曲率较大的外表面，选用网格尺寸为0.01l，l为该面的特征尺寸。
[0079]
进一步地，根据各个工作时长的换热边界值和每个网格的位置，计算所述涡轮叶片在不同工作时长下的每个网格所在位置的温度；
[0080]
这里，在位于涡轮叶片几何表面的网格的位置施加在步骤s101中作为最终计算结果的涡轮叶片在不同工作时长对应的换热边界值，并求解下列方程得到涡轮叶片在不同工作时长下的每个网格所在位置的温度。
[0081]
导热计算方程：
[0082]
其中，t为网格所在位置的温度，λm为涡轮叶片材料导热系数，ρ为涡轮叶片材料密度，c为涡轮叶片材料比热容，x、y、z为网格所在位置的坐标。
[0083]
进一步地，根据所述涡轮叶片在不同工作时长下的每个网格所在位置的温度，确定所述涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场。
[0084]
s103、针对涡轮叶片的弹性矩阵、涡轮叶片在每个工作时长对应的温度场和涡轮叶片在历史工作过程中与工作时长对应的叶片转速，确定涡轮叶片对应的应力张量矩阵。
[0085]
进一步地，对涡轮叶片施加涡轮叶片在历史工作过程中与在当前工作过程中的工作时长对应的叶片转速和温度场；
[0086]
例如，对涡轮叶片在当前工作过程中的工作时长施加涡轮叶片在历史工作过程中与在当前工作过程中的工作时长对应的叶片转速和温度场，比如，涡轮叶片在当前工作时长为1s，那么就对涡轮叶片施加涡轮叶片在历史工作过程中工作时长为1s时的叶片转速和温度场。
[0087]
进一步地，基于涡轮叶片的屈服准则，根据涡轮叶片的弹性矩阵和不同工作时长的温度场，确定涡轮叶片在当前工作过程中每个网格所在位置在不同工作时长对应的应力张量矩阵。
[0088]
其中，屈服准则为与涡轮叶片材料相对应的屈服准则，若涡轮叶片为同性材料，则采用von mises(von mises stress，范式等效应力)屈服准则，若涡轮叶片为各向异性材料，则采用hill 48屈服准则。
[0089]
这里，基于涡轮叶片的屈服准则，根据涡轮叶片的弹性矩阵和不同工作时长的温度场，获得涡轮叶片在当前工作过程中不同时长对应的涡轮叶片应力场，然后提取涡轮叶片在当前工作过程中每个网格在不同工作时长对应的应力张量矩阵
[0090]
其中，弹性矩阵为与涡轮叶片材料相对应的弹性矩阵,σ
ij
为每个节点沿ij方向的应力张量。
[0091]
s104、根据所有应力张量矩阵和应力寿命公式，确定涡轮叶片的寿命。
[0092]
进一步地，根据所有应力张量矩阵，计算所述涡轮叶片在当前工作过程中每个网格中每个节点所在位置的应力张量最大值与应力张量最小值的差值，得到每个节点所在位置的应力张量幅值。
[0093]
进一步地，根据应力张量幅值，采用应力寿命公式计算每个节点所在位置的低循环疲劳寿命。
[0094]
这里，首先通过下列公式计算每个节点所在位置的等效应力幅值：
[0095][0096]
其中，为等效应力幅值，δσ
ij
为每个节点所在位置沿ij方向上的应力幅值。
[0097]
然后，通过应力寿命公式计算每个节点所在位置的低循环疲劳寿命：其中，nf为低循环疲劳寿命，b
l
为疲劳强度系数，n
l
为疲劳强度指数。
[0098]
进一步地，将最小的低循环疲劳寿命确定为所述涡轮叶片的寿命。
[0099]
本技术提供了一种涡轮叶片的寿命确定方法，该方法包括：获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度；根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算燃气轮机机组中涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场；针对涡轮叶片的弹性矩阵、涡轮叶片在每个工作时长对应的温度场和涡轮叶片在历史工作过程中与工作时长对应的叶片转速，确定涡轮叶片对应的应力张量矩阵；根据所有的应力张量矩阵和应力寿命公式，确定涡轮叶片的寿命。本技术通过获取燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算不同工作时长对应的温度场后，再确定涡轮叶片在不同工作时长对应的应力张量矩阵，最后，根据应力寿命公式确定涡轮叶片的
寿命，减少了计算量，节省确定涡轮叶片寿命的时间。
[0100]
请参阅图2，图2为本技术实施例所提供的另一种涡轮叶片的寿命确定方法的流程图，s201至s205的描述可以参照s101的描述，并且能达到相同的技术效果，重复内容不做赘述，该方法包括：
[0101]
s201、按照预设的初始时间间隔，获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度。
[0102]
其中，预设的初始时间间隔不作具体就限定，可根据实际情况而定。
[0103]
s202、根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算涡轮叶片在不同工作时长对应的换热边界值。
[0104]
s203、判断在时间上相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值。
[0105]
这里，预设阈值是指相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值超过相邻的两个工作时长中的前一个工作时长的换热边界值的百分之二十。
[0106]
s204、若绝对值不满足预设阈值，则在两个工作时长分别对应的结束时间点的中间插入采集点；根据预设的初始时间间隔和所有采集点，再次判断当前工作过程中在时间上相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值。
[0107]
s205、若绝对值满足预设阈值，将在当前工作过程中获取到的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度作为最终获取结果。
[0108]
本技术实施例提供的方法通过设置初始时间间隔获取多个不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，再通过判断在时间上相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值加设采集点，最后确定最终的采集工作时长，获取涡轮叶片在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度。对比现有技术中获取涡轮叶片工作过程中的所有压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，减少了计算量，节省确定涡轮叶片寿命的时间。
[0109]
请参阅图3，图3为本技术提供的一种涡轮叶片的寿命确定装置的结构示意图。如图3中所示的涡轮叶片的寿命确定装置，包括：
[0110]
获取模块301，用于获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度；
[0111]
计算模块302，用于根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算燃气轮机机组中涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场；
[0112]
确定模块303：用于针对涡轮叶片的弹性矩阵、涡轮叶片在每个工作时长对应的温度场和涡轮叶片在历史工作过程中与工作时长对应的叶片转速，确定涡轮叶片对应的应力张量矩阵；
[0113]
确定模块303，还用于根据所有的应力张量矩阵和应力寿命公式，确定涡轮叶片的寿命。
[0114]
在一种可能的实施方式中，获取模块301，具体用于按照预设的初始时间间隔，获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气
机出口温度和涡轮入口温度；根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算涡轮叶片在不同工作时长对应的换热边界值；换热边界值包括换热系数和流体温度；判断在时间上相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值；若绝对值不满足预设阈值，则在两个工作时长分别对应的结束时间点的中间插入采集点；根据预设的初始时间间隔和所有采集点，再次判断当前工作过程中在时间上相邻的两个工作时长的换热边界值的差值的绝对值是否满足预设阈值；若绝对值满足预设阈值，将在当前工作过程中获取到的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度作为最终获取结果。
[0115]
在一种可能的实施方式中，计算模块302，具体用于根据涡轮叶片的形状特征和传热特点，对涡轮叶片的立体模型进行网格划分；传热特点包括换热系数、热流密度；根据各个工作时长的换热边界值和每个网格的位置，计算涡轮叶片在不同工作时长下的每个网格所在位置的温度；根据涡轮叶片在不同工作时长下的每个网格所在位置的温度，确定涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场。
[0116]
在一种可能的实施方式中，确定模块303，具体用于对涡轮叶片施加涡轮叶片在历史工作过程中与在当前工作过程中的工作时长对应的叶片转速和温度场；基于涡轮叶片的屈服准则，根据涡轮叶片的弹性矩阵和不同工作时长的温度场，确定涡轮叶片在当前工作过程中每个网格所在位置在不同工作时长对应的应力张量矩阵。
[0117]
在一种可能的实施方式中，确定模块303，还用于根据所有的应力张量矩阵，计算涡轮叶片在当前工作过程中每个网格中的每个节点所在位置的应力张量最大值与应力张量最小值的差值，得到每个节点所在位置的应力张量幅值；根据应力张量幅值，采用应力寿命公式计算每个节点所在位置的低循环疲劳寿命；将最小的低循环疲劳寿命确定为涡轮叶片的寿命。
[0118]
本技术提供了一种涡轮叶片的寿命确定装置，该装置包括：获取模块301，用于获取正在工作中的燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度；计算模块302，用于根据压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算燃气轮机机组中涡轮叶片在不同工作时长对应的温度场；确定模块303：针对涡轮叶片的弹性矩阵、涡轮叶片在每个工作时长对应的温度场和涡轮叶片在历史工作过程中与工作时长对应的叶片转速，确定涡轮叶片对应的应力张量矩阵；确定模块303，还用于根据所有的应力张量矩阵和应力寿命公式，确定涡轮叶片的寿命。本技术通过获取燃气轮机机组在不同工作时长的压气机进口流量、压气机出口压力、压气机出口温度和涡轮入口温度，计算不同工作时长对应的温度场后，再确定涡轮叶片在不同工作时长对应的应力张量矩阵，最后，根据应力寿命公式确定涡轮叶片的寿命，减少了计算量，节省确定涡轮叶片寿命的时间。
[0119]
请参阅图4，图4为本技术实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。如图4中所示，所述电子设备400包括处理器401、存储器402和总线。
[0120]
所述存储器402存储有所述处理器401可执行的机器可读指令，当电子设备400运行时，所述处理器401与所述存储器402之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器401执行时，可以执行如上述图1以及图2所示方法实施例中的涡轮叶片的寿命确定方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
[0121]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时可以执行如上述图1以及图2所示方法实施例中的涡轮叶片的寿命确定方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
[0122]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0123]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0124]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0125]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0126]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0127]
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本技术的具体实施方式，用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，本技术的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。