高压比单级涡轮增压器

评述了高压比下运行的离心式压气机以及轴流式和向心式涡轮能达到的性能。提供了对于运行压比超过4.0:1,总膨胀比3.7:1的涡轮增压器离心式压气机和单级轴流涡轮的性能。强调了在高压比下压气机运行范围的重要问题并详述了对达到广泛范围所加的限制。评述了与现代离心式压气机和轴流式涡轮的设计逐步增载到运行压比5.0:1有关的问题。本述评包含把向心式涡轮引入非汽车涡轮增压器范围的现实性。      

系列化增压器中离心式压气机与轴流涡轮的设计

本文扼要地介绍船用柴油机涡轮增压器系列化样机的设计。介绍在增压器系列化设计中对离心压气机与轴流涡轮提出的要求、分档方案、主要通流元件的造型和计算方法、着重提出增压器系列化设计的主要特点。      

离心式压气机研究工作的展望

离心式压气机在小功率燃气轮机、增压器、工业用透平压缩机等方面已得到广泛的应用。由于它有工艺简单结构紧凑、工作范围宽等突出的优点,因此,在某些方面例如小流量(6公斤/秒以下)范围采用离      

压气机超速制造时弹塑性接触的数值模拟

“叶轮超速工艺“是叶轮制造中的一种重要方法.以某柴油机涡轮增压器的压气机为例,采用有限元参数二次规划法结合多重子结构技术分析模拟超速预加载制造时叶轮、轴套与轴之间接触应力的相应分布规律.针对不同的超速转速进行了大量计算,获得了超速转速与接触应力;超速转速与压气机内孔最大残余变形量;超速转速与轴套壁厚之间的关系.结果表明本文所采用的分析方法是可行的,弹塑性接触分析结果可作为叶轮设计及加工工艺的参考.     

地面用发动机与动力装置国外研制工作一些动态

(一)增压器与增压技术方面1.目前各国都有自己系列的废气透平增压器。并发展了高增压(压比3～4)。离心压气机效率可超过80%,增压器总效率达60%以上。针对柴油机的配套参数,在试验室内先获取部件的最佳配合。然后定型生产。      

我国第一台系列化增压器离心压气机的试验研究

中国科学院力学研究所与六机部467厂等单位协作进行的我国第一个系列化离心压气机(CZ-355型)的研制工作已经取得了初步成果。根据在力学所“850千瓦离心压气机试验台”上的试验结果,机组性能已达到原设计指标。一些单位已将此机型模化用于生产实际。这一机型的研制成功将为我国船用涡轮增压器系列化工作的发展奠定良好的基础,为我国造船工业的发展发挥重要的作用。      

气波自激增压

气波自激增压,习称惯性增压。它通过适当选择进、排气管道尺寸,利用气波在管道中自激加强的原理,可使无增压器的柴油机实现部分增压,起到提高马力的作用.目前,很多农用小型柴油机和小型船舶柴油机在使用中常存在马力不足的问题.如能在现有柴油机结构不作大变动,不附加另外的增压设备的条件下,将其功率提高10-20%,就可扩大机 ...     

非设计工况下离心式压气机蜗舌对蜗壳流场影响的计算与分析

本文介绍离心式压气机蜗壳在变工况下的非轴对称流场计算,着重分析蜗壳舌部对压气机特性的影响.在文献中介绍了偏离设计工况时蜗壳的非轴对称工作特性,文献对舌部进口条件作了修正,进而推广至变工况的场合.本文对文中所提出的舌部进口条件作了解析计算并考虑了粘性的影响.计算与实验表明,经舌部进入蜗壳的流量值对蜗壳的非轴对称流场起着相当重要的作用,它为改善压气机的特性提供了依据.     

书讯

本集的重点是高负荷和跨音速,主要着眼于航空发动机的气动设计、计算与试验研究资料,并兼顾船用、工业用燃气轮机和增压器废气涡轮等各方面,注意了国外在这些方面的水平和动态。内容包括:先进涡轮气动设计、研究现状和发展趋势(2篇);涡轮级的基本分析(2篇);高负荷、跨音速涡轮的气动理论(11篇);涡轮叶栅的造型      

燃气涡轮发动机关键部件疲劳小裂纹研究进展

疲劳小裂纹扩展作为疲劳开裂过程中的关键阶段之一,显著影响着材料和结构的疲劳断裂过程.因具有速率波动和扩展路径偏转等特点,小裂纹效应给材料和结构疲劳寿命预测结果带来了不确定性,从而影响燃气涡轮发动机等机械结构的服役安全.本文围绕燃气涡轮发动机关键部件材料的疲劳小裂纹扩展问题,首先总结了当前疲劳小裂纹的扩展规律及其对疲劳寿命的影响规律;其次,针对先进燃气涡轮发动机关键部件常用的多晶合金和单晶合金,揭示了疲劳小裂纹的萌生和扩展机理;再次,对疲劳小裂纹扩展模型进行了总结,且指出了各模型的优缺点;从次,重点针对先进燃气涡轮发动机热端部件的工作环境,综述了热腐蚀/氧化介质中的疲劳小裂纹扩展行为和模型;最后,对当前疲劳小裂纹相关研究进行了总结,且结合燃气涡轮发动机领域提出了未来的研究趋势与方向.本文以期为先进燃气涡轮发动机关键部件的设计、安全评估和寿命预测提供理论知识和科学方法.     

柴油机废气涡轮增压器压气机的气动噪声源特性研究

基于雷诺时均方程(RANS)及双方程湍流模型,建立了船用大功率增压器压气机的内部流场计算模型;计算了压气机叶轮流道内的流速分布和湍流流场,得到叶片顶部出口附近的流速分布在1.02马赫和1.1马赫之间;采用基于声比拟的数值积分方法(FW-H方程),得到了压气机叶轮的气动噪声源,并比较了主叶片和分流叶片顶部出口位置的气动噪声频谱特征,发现两者的噪声级及叶频分布存在差异。计算表明:压气机在轴频及其谐波频率处的噪声远小于叶频噪声,主流叶片及分流叶片紊流的噪声成因不同;压气机内部流噪声源的大小主要取决于气流速度;压气机转速由8000r/min增加至16000r/min、由16000r/min增加至22000r/min,流噪声的幅值约增加12dB。     

浅析光弹性法在增压器叶片强度分析上的应用

为了研究某型号涡轮增压器的涡轮叶片工作时受载荷情况,采用模型技术制造的环氧树脂叶片来取代真实叶片,并安装到涡轮上.采用合适的加载方式,使得叶片能模拟工作时的状态.环氧树脂的特性是可以将载荷以条纹的形式固化在其中.当载荷卸去后,获得的光弹性模型可切片以进行光弹性应力分析,获得模型内部应力,从而可方便的对涡轮叶片的强度进行全面研究.     

径流式涡轮叶片的振动分析

本文将[1]中计算转动叶片动频和离心应力的方法推广应用于径流式增压器涡轮叶片的振动分析。对方法和程序作了一些改进,以适应径流式涡轮叶片的结构特点。文章给出了较完整的理论分析和程序框图,并列出了某些实物的计算结果和测试结果,两者相当符合。     

涡轮模化试验数据的整理与模型级的推广

本文根据涡轮模化试验数据的综合整理与推广应用的要求,提出了包括导叶动叶出口喉部面积比在内的数据整理用准则;藉此可以简便地将单级涡轮模化试验结果有效地推广到不同子午面通道几何形状的应用场合。介绍了应用这些准则使R-250燃气轮机叶片成功地模化作为80系列和其他增压器涡轮叶片的例子。最后对工质绝热指数K的模化修正问题作了讨论。      

高速涡轮增压器轴承-转子系统不平衡响应及稳定性分析

汽车涡轮增压器广泛采用浮环轴承支承的小型轻质转子系统,以实现100 000~300 000 r/min的工作转速,提高发动机功率和动力性能,并降低燃油消耗和排放. 在此超高速工况下,动压油膜的强非线性作用和转子固有的不平衡效应使该系统呈现出复杂的动力学现象,其中油膜涡动、振荡、跳跃、倍周期分岔和混沌等非线性动力学行为对增压器的健康运转意义重大,因而备受关注. 本文作者从摩擦学动力学耦合的角度出发,基于流体动压轴承润滑理论和有限差分法计算非稳态油膜压力,结合达朗贝尔原理和传递矩阵法建立了转子离散化动力学方程,提出了一种由双油膜浮环支承的涡轮增压器转子系统动力学模型,并从转子轨迹、轴承偏心率、频谱响应、庞加莱映射和分岔特性等方面比较分析,描述了该非线性轴承-转子系统的不平衡效应及油膜失稳特征. 结果表明:转子一般在相对低速下作稳定的单周期不平衡振动,在高转速下其被油膜失稳引起的次同步涡动所抑制,但不平衡量的增加可阻碍转子以拟周期运动通向混沌运动的路径;适当不平衡补偿下,由于内、外油膜间交互的非线性刚度和阻尼作用,在油膜失稳区间之间的中高速区会出现适合增压器健康运转的稳定区间.      

废气涡轮增压器涡轮盘的弹塑性有限元分析

本文用弹塑性有限元分析的增置刚度法对废气涡轮增压器涡轮盘作了强度及变形分析。在分析过程中,材料是否进入塑性状态是根据试验所得应力-应变曲线来判定的;在每一步计算时,作者用已算得的等效应力,在实验应力-应变曲线上插值计算相应的等效应变,以校正变刚度法的偏离误差。变形的计算结果与试验测量值接近。     

热能动力机械现状及其发展

当前地面用的热能动力机械主要有:汽油机、柴油机、燃气輸机、蒸汽輸机和蒸汽机。在世界范圍內,这些热能动力机械,根据各自的特点,在数量上,品种上和經济性上,各有其不同程度的应用和发展。总的讲。汽油机、柴油机和蒸汽輪机是比較成熟的热能动力机械。      

平面叶栅气动试验研究进展与展望

平面叶栅气动试验传统上是验证压气机、涡轮的基元性能的主要手段, 近年来国内外研究人员利用平面叶栅开展了大量的流动测量试验, 以揭示叶栅内部复杂流动现象的本质和规律、探索减小叶栅内流动损失的方法. 本文从试验装置、测试技术和研究内容三个方面, 综述了近年来平面叶栅气动试验研究的进展情况. 首先介绍了平面叶栅试验装置的发展及提高平面叶栅试验段流场品质的措施; 其次介绍了叶栅气动试验采用的部分流场测试技术, 包括叶片表面压力场、叶片表面温度场、内流速度场及流场可视化等测试技术, 分析了这些测试技术的进展和存在的问题; 然后梳理了近年来平面叶栅试验研究的相关科学问题及进展, 包括跨音速叶栅中的激波研究, 叶顶间隙泄漏流动研究, 叶型优化研究, 多尺度非定常旋涡结构研究, 振动环境下叶栅流场研究等; 最后对平面叶栅气动试验研究方向进行了展望. 通过了解叶栅内复杂流动现象及本质, 为进一步探索和提高压气机、涡轮的气动性能提供技术支撑.      

低雷诺数下附面层组合抽吸方案对压气机特性影响的研究

为了分析附面层抽吸流动控制对低雷诺数下压气机特性的影响,本文采用数值方法模拟了低雷诺数下附面层组合抽吸方案对NASA Rotor 37跨音速压气机性能和稳定性的影响特点及作用机理。通过在该压气机转子叶片吸力面和机匣上分别设计附面层抽吸槽,探讨了组合抽吸方案对低雷诺数下(H=20km)压气机性能和稳定性的影响。结果表明:采用组合抽吸方案后,压气机峰值效率提高约1.3%;压气机最大增压比提高约2.5%;压气机转子的近失速点流量减小约14.6%。进一步分析作用机理发现,组合抽吸槽有效抑制了附面层径向涡向叶顶的运动和聚集,使叶顶附面层分离区减少约70%从而有效改善了压气机的流场特性。     

轴流压气机机匣处理研究进展及评述

喘振和旋转失速裕度等稳定性问题是压气机设计者所关心的主要问题之一, 不稳定 流动大多数情况下都是从压气机端部区域开始的, 如果能够延迟端部区域的失速, 就能提高压气机的稳定工作范围. 在过去的30多年中,许多种型式的处理机匣结 构被用于改善端部区域流动, 提高压气机的稳定工作范围. 从机匣处理的实验 研究、理论分析和数值模拟3个方面对轴流压气机机匣处理的研究进行了回顾, 讨 论了处理机匣内部流动机理及其对轴流压气机性能和稳定性的影响, 并指出了机匣 处理研究的发展趋势.