1+1/2对转涡轮短周期试验台性能测试

本文介绍了工程热物理所暂冲式短周期实验台及其涡轮试验方案,使用该试验台对1 1／2对转涡轮进行了性能测试,并使用Numeca软件包对该涡轮进行了定常数值模拟,给出了试验和计算结果对比。试验结果表明该短周期试验台性能良好,能提供大约200 ms的测试时间,能够满足涡轮性能测试的要求。为了以后的研究工作,试验方案和技术,尤其是流量测试技术还有必要进行进一步的改进。     

短周期涡轮实验的非稳态效应研究

近年来,短周期实验在涡轮研究领域得到了越来越广泛的应用,但是短周期实验过程中流场参数是不断变化的,这可能给实验结果带来不利的影响,降低了短周期实验的精度.本文针对某涡轮的短周期气动性能实验,通过非定常数值方法模拟了短周期实验过程中涡轮落压比和涡轮转速非稳态变化的过程,分析了短周期实验非稳态效应对实验结果的影响.数值模拟的结果表明.非稳态效应对涡轮扭矩、焓降、流量和效率的影响基本与单位压强变化率和单位转速变化率呈线性关系,非稳态效应对效率造成的误差通常在0.3%以内.本文使用的方法,可以推广到其他类型的短周期涡轮实验中用于分析实验非稳态效应,对于提高短周期实验台的精度、推广短周期实验技术是有意义的.     

航空汽油机双级涡轮增压器系统的基本模型

为进行高空大气研究或者高空无人侦察,需要使用适合于1至3万米高空低速长航时飞行的加装多级涡轮增压器的活塞发动机系统.本文对于其中的双级涡轮增压器子系统的设计和飞行高度特性分析问题,给出了基本的气动热力学方程组和辅助模型方程组.方程组考虑到最简单的压气机-涡轮共同工作特性,考虑到增压器的总体与部件的气动设计可行条件的约束,发展的计算程序还考虑到必要的一维流动约束条件.这些确保了压气机、涡轮部件的设计存在可行解并可优化.于是得到了一种比总体部件法模拟方法清晰快速得多的基本设计与分析模型.算例已分析出一般双级增压的发动机系统的全功率高度特性的基本规律和物理特征,并随之提供出飞行控制中的增压器子系统和活塞发动机的调节计划数据.     

短周期涡轮实验台快速阀设计计算及试验分析

本文介绍了短周期涡轮实验台关键设备之——快速阀的工作原理,建立了数学模型和计算方法,进行了设计性能计算。分别在大气和真空条件下对快速阀进行了调试和测量,并对计算和实验结果进行了分析。     

多级无导叶对转涡轮气动设计研究

为了有效减少当前航空发动机轴流涡轮导向器的叶片排数,对多级无导叶对转涡轮的气动设计方法展开了研究.给出了该类型涡轮的基本结构和命名方法,介绍了使用该涡轮的发动机热力循环模拟和性能计算流程,提出了能够改善动叶进口预旋、提高级载荷和效率的设计方法。完成了一个由4排锥形动叶构成的高负荷多级无导叶对转涡轮气动设计,设计点总压比和总效率的数值模拟结果分别为10.4和91.2%,验证了设计方法的有效性.     

某小型涡扇发动机高压涡轮气动设计

小涡扇发动机总体要求以及高压涡轮工作特点,决定了小涡扇发动机高压涡轮气动设计上具有低展弦比、二次流损失及叶尖间隙泄漏损失大的特点。根据总体性能结构要求,设计了膨胀比为3.4的单级高压涡轮,三维黏性数值计算表明涡轮性能达到要求,具有较高效率,并重点描述了导向器内部流动现象.为了更好地评估实际工作环境下高压涡轮流动特点,对转静子冷却封严二股气流进行了数值模拟研究,详细分析其对转子二次流动及叶型攻角的影响。     

一种燃气涡轮叶片气热性能实验台

随着行业对燃气轮机和航空发动机的性能需求日益增加，研发高效率、长寿命、低排放和大推重比的先进燃气轮机和航空发动机十分紧迫。由于燃气涡轮叶栅内部流动非常复杂，呈现出高度三维流动特征，因此数值仿真和理论分析难以得到准确、可靠的研究结果，必须要有实验研究，为其提供实验数据加以验证。本文介绍了一种新型燃气涡轮叶片气热性能实验台，该实验台具备实现主流温度阶跃上升能力，采用瞬态红外测量技术(IR)可完成不同入射角度、不同节距叶栅、不同类型叶栅(静叶和动叶)的叶栅流动、传热和冷却性能研究。该实验台采用模块化设计，可以实现实验叶栅方便、快速更换，并且开设有实验观察平台，可提供可视化观测和红外温度测量，运用瞬态红外测量技术(IR)和双线性回归(DLRT)数据处理方法研究叶栅传热和冷却特性；同时，在该实验台进行了吹风实验，实验结果表明该实验台达到了设计要求，可以进行旁通气路和实验气路瞬态切换。     

模拟涡轮叶片内冷通道方管和锥形管换热的实验研究

1引言在现代燃气涡轮发动机中，涡轮叶片内部设计了各种复杂的冷却通道结构，通人冷却空气，使工作状态下涡轮叶片温度降低，发动机得以安全运转。为此对干旋转情况下各种冷却方式换热效果的研允具有一定的现实意义。本课题时旋转状态下的方形等截面通道和收缩通道的局部对流换热特性进行了初步实验研究。为了近似地模拟叶片的冷却通道，本实验设计了光滑壁面的等截面方形通道、截面为矩形的收缩通道的实验模型。试验模型垂直于试验台的旋转轴转动，冷却气流流动方向向外。通道的热边界条件为等热流。2基本理论分析和实验研究旋转状态下的动…     

小型轴流式管路液力涡轮的试验研究

为获得小型管路液力涡轮的水力模型和工作特性,对不同参数下液力涡轮的水力性能进行了试验研究,分析了涡轮输出转速及扭矩的变化特性及影响因素,主要探讨了通过涡轮的流体流量、压力以及叶片安装角对涡轮水力性能的影响.多种工况的试验结果表明,液体流量是影响涡轮输出性能的主要动力参数,可以通过流量的变化调节涡轮的输出转速和输出扭矩;叶片安装角对涡轮工作效率的影响较大,不同安装角度涡轮的设计转速要与其最高效率点相对应.     

混合排气的涡轮风扇发动机在风车状态下的流量及内外涵流量分配的计算

一、引言 为了进行混合排气的涡轮风扇发动机主燃烧室高空点火实验研究,必须知道发动机在自转状态下的内涵流量.在国外,这个流量一般通过试验获得.对于新设计的发动机则不得不利用已有结构上相近的发动机的风车特性来求得.从原理上讲,风车状态下,可把发动机看成一个有阻力的通道,通过它的空气流量完全由发动机各部件的阻力特性所决定.涡扇发动机的部件大体可分为:(1)静止部件,(2)转动部件.静止部件的阻力特性通过模拟试验比较容易获得,而转动部件的风车特性则既难得又费钱.国内外资料中     

基于微燃机的空气湿化循环构建与分析

基于同一微燃机,构建了注水回热(RWI)、HAT、部分空气湿化(PHAT)、压气机入口喷雾冷却的HAT(AHAT)循环模型,对各循环的性能进行了模拟分析并对比了效率和比功.结果表明,在可比条件下,空气湿化循环功率和效率较回热循环分别提高40%以上和5个百分点左右.研究结果为微燃机改造为空气湿化循环提供了依据和理论指导.     

1+1/2对转涡轮低压动叶激波结构的研究

本文对1 1／2对转涡轮低压动叶中激波结构等进行了详细的数值模拟．通过对流道中静压和马赫数等参数的分析发现,当高压动叶外伸波扫过低压动叶流道时,低压动叶前缘吸力面处产生了一道脱体弧形激波,流道中吸力面上产生了一道正激波,在脱体激波和正激波之间,存在着较强的膨胀波,这种分布与跨音压气机叶栅中的波系结构相似．当高压动叶尾迹扫过低压动叶时,低压动叶吸力面的压力会产生明显的波动,出现一个随时间变化的低压区．     

基于微燃机的HAT循环变工况性能分析

基于某微燃机构建了HAT循环,研究了其在功率下降(ISO条件)、环境温度变化时的变工况性能,并与简单循环、回热循环和RWI(注水回热)循环的设计工况、变工况性能进行了对比。结果表明, HNI、循环和RWI循环的变工况性能相似且好于简单循环和回热循环。其中,空气湿化程度的调整对于HAT循环变工况性能的稳定性起重要作用。但由于没有设置中冷器,且微燃机循环中可资利用的(火用)较少,HAT循环设计工况和变工况性能相对于其它循环的优势没有得到充分体现。     

涡轮内外涵联立数值模拟

本文对内涵高低压三级涡轮、涡轮出口支板通道、外涵通道以及内外涵混合段流动进行联立计算,给出了流场结构和流动分析。结果表明:联立数值模拟十分必要,是考察多部件匹配特性的有效手段。数值模拟的结果还表明:涡轮与支板的匹配不太理想,但气体通过支板后,仍能够接近轴向出气;混合段内外涵流动掺混作用并不强烈,由于掺混带来的气动损失并不严重。     

冷却透平变工况性能预测

冷却透平变工况性能预测葛满初，齐宗敏，徐进（中国科学院工程热物理研究所北京１０００８０）黄忠湖，胡松岩（航空航天部六零六所沈阳１１００１５）关键词变几何透平，冷却气流，变工况１基本理论基本控制方程相对运动坐标系下基本数学模型为：连续方程力学方程能量方...     

发动机燃烧室数值计算

1引言为了研制或改进发动机燃烧室的设计；了解燃烧室内各气流参数分布对燃烧过程的影响是很有必要的。本文采用数值计算方法模拟涡喷发动机燃烧室内流场和壁温。本文计算的是发动机燃烧室火焰筒流场，所计算的实际几何形状较为复杂，如图1所示，入口处有倾斜壁面，在轴线方向有6排径向孔和6排轴向气膜隙缝槽；火焰筒进口处旋流器叶片安装角为74”，在旋流器内装有一个喷雾角为95”的喷咀。在计算过程中，由于径向小孔不对称，所以计算园周方向为360”园形截面。考虑到火焰筒实际形状，在计算时分前后二段；前段是联管火焰筒部分按三维两相…     

一种“后部加载”型透平静叶的设计

“后部加载”形式载荷分布能有效降低叶片通道二次流损失，从而显著提高流动效率，为此，设计了一种具有“后部加载”特性的透平静叶叶型。数值分析和实验研究显示该叶型能够降低三维通道总损失，同时又具有高强度及大范围攻角适应性等特点。     

多级燃气涡轮的最优设计

多级燃气涡轮的最优设计陈林根，彭义恒，龚建政（海军工程学院武汉４３００３３）关键词：多级燃气涡轮，最优设计，效率，质量一、前言提高燃气涡轮性能的途径之一是采用最优化技术。已有一些文献讨论了涡轮的最优设计问题，包括叶型的优化·通流部分平均截面参数的优化...     

环形燃烧室性能计算

本文在任意曲线坐标下对包括扩压器和火焰筒在内的环形燃烧室三维两相反应流进行了数值模拟,燃烧室性能是采用多维经验分析法估算所用的数学模型有k-ε紊流模型,EBU-Arrhenius紊流燃烧室模型,六通量热辐射模型以及颗粒群轨道模型。在非交错网格体系下,气相采用SIMPLE算法和液体采用PSIC算法求解,通过两种工况和三种扩压器进口速度分布计算表明,所得的流场各气流参数分布和燃烧室性能较合理,本文所建立的程序可为燃烧室优化设计和研究提供有用数据。     

聚能-遮风型风力机

在世界范围内,风能资源正在被大规模开发利用,风电装机容量正以每年30%～50%的速度高速增长.本文利用商用计算流体力学软件,研究了一种适合任意风向的聚能风力机.研究发现聚能-遮风板的形状对风力机的气动性能有较大影响,选用合适的聚能-遮风板形状可以显著地提高转子输出功率以及风能利用率.