涡轮发动机的喘振机理及预防与控制的研究

研究了涡轮发动机的喘振机理。提出了几种预防与控制喘振的措施和方法。     

航空燃气涡轮发动机喘振浅析

喘振是航空发动机压气机的一种不正常工作，严重的喘振不仅会危及到发动机的安全，而且会危及到飞行安全。该文从阐述轴流式压气机基本工作原理入手，严格按照轴流式压气机喘振的定义详细介绍了喘振发生和曼延的现象，并分析了压气机喘振的原因和产生喘振的条件。根据分析总结了发动机在设计和结构上采取的防止喘振的措施及其优缺点。     

轴流式压气机的喘振及预防

介绍了轴流式压气机喘振的现象、危害和原因,对在结构上和实际飞行中如何避免压气机的喘振进行了分析,并提出了将军用航空的切油防喘技术用于民用机防喘措施的设想.     

可调进口导叶预防压气机喘振的机理

压气机喘振是燃气轮发电机组启停过程中最容易发生且最有危害性的故障,调整压气机进口导叶开度能改善机组启停过程的不利特性,下面浅析压气机喘振的成因和可调进口导叶能在启动机组过程中预防喘振的原理.     

一种航空发动机压气机喘振检测方法

将发动机压气机出口脉动压力作为喘振检测信号,检验分析了压气机出口脉动压力的统计特征,采用滑动窗口的Johnson转换方法对脉动压力信号进行正态转换,基于统计特征提出了适应发动机任意状态的喘振检测阈值和方法。该方法成功检测出某发动机3次喘振故障,分析得出:发动机压气机出口脉动压力不服从正态分布,稳态过程脉动压力正态转换成功率大于瞬态过程,降低样本容量可有效提高瞬态过程正态转换成功率;对于脉动压力99.95%概率分布的上、下边界距离,其幅值范围在不同转速下差异较大,且随转速增大而增大;根据提出的喘振检测量可设置适应发动机任意状态的固定检测阈值,其检测出发动机喘振及退出喘振所需时间均小于20ms。     

传感器故障引起的CFM56-3发动机喘振分析

发动机中的压力、温度等传感器故障,都是诱发发动机喘振的重要因素。本文针对CFM56-3发动机,讨论其温度和压力传感器工作机理,依据发动机的控制规律,分析其对发动机气路状态的影响,研究其对喘振产生的危害度,提出相应的维护建议,从而为研究发动机喘振提供理论依据,为机务维护提供工程支持。     

涡轮增压发动机二冲程制动性能

考虑到进、排气管内的压力波与涡轮增压器对发动机进、排气过程的影响,应用GT-POWER软件建立一种二冲程制动工况下的涡轮增压发动机模型,并通过对发动机制动过程仿真计算,分析发动机转速、排气门开启时刻与发动机制动性能之间的关系.仿真结果表明,在排气门工作参数一定时,发动机制动转矩、制动功率随转速增加而增大;在排气门升程曲线、第二次开启发生时刻均一定时,对应每个发动机转速,均存在唯一的第一次开启发生时刻使得制动功率最大,而且该时刻随发动机转速而变化;在排气门升程曲线、第一次开启发生时刻均一定时,第二次开启发生时刻延迟,将使得压气机运行点趋近甚至超出喘振线.     

涡轮发动机系统的双变量控制

针对推进剂流量单变量控制的涡轮发动机动力系统运行经济性差等缺点,提出了工作喷嘴数目开环控制配合燃料泵排量闭环控制的双变量控制方法,闭环控制部分采用改进的自适应算法.与单变量控制方法比较,系统经济性提高30%以上,涡轮前温度降低250 K以上.仿真结果表明,该双变量控制方法简单实用,适用于多速制反舰兼反潜的重型水下航行器使用,能够兼顾系统运行效率和平稳性.     

航空发动机喘振故障机理及监控方法研究

航空发动机喘振故障是影响发动机性能的主要因素,并对民用客机的安全构成巨大威胁.在对航空发动机喘振机理进行分析的基础上,从适航性的角度对航空发动机喘振故障进行监测,同时运用可靠性分析方法--故障树分析法(FTA)对该故障进行计算机辅助建树、定性分析及定量分析,最后采取了相应的控制措施使喘振部件快速退出喘振状态.通过对航空发动机喘振故障的监控,大大提高了喘振故障的分析效率,同时发动机的可靠性也得到一定提升,对解决喘振故障提供了参考和借鉴.     

引气系数变化对涡扇发动机动态性能影响的数值模拟

采用变比热法及考虑部件的容积效应建立了涡扇发动机的动态仿真模型,模拟计算引气系数改变时对发动机动态过程的影响,结果表明引气系数变化会引起发动机性能参数的变化,引气系数增大会降低风扇的喘振裕度,增大高压压气机的喘振裕度。     

透平空压机压力和流量的控制原理及防电机过电流控制的实现

介绍了空压机的主要构成,阐述了空压机入口导叶压力、流量控制的原理,对如何在DCS上实现对空压机导叶的控制及防电机过电流的控制进行了探讨。     

低压供电系统电涌的成因及防护

介绍了电涌的基本概念，阐述了导致供电系统电涌的原因及对用电设备的影响，提出了相应的低压供电系统的电涌保护措施以及电涌保护器（SPD）的安装注意事项。     

透平机控制系统的调试及稳定性研究

文章介绍了透平式压缩机的防喘振控制系统的调试及稳定性运行。     

基于喘振频域特性的失稳预警技术研究

为了寻求离心压缩机喘振发作的早期征兆,利用相关积分法结合细化快速傅里叶变换,研究了完整记录喘振发展变化的压力信号的频域特性,并根据喘振产生的物理机制提出了一种新的喘振预警方法.该方法采用与监测频带能量相对应的参数,来度量喘振过程中离心压缩机内部流动特性的变化.分析结果表明,在离心压缩机完全进入喘振前,喘振频带能量有明显的增长过程,增长时刻距喘振完全发作有1~2 s的时间间隔,这对实现离心压缩机安全高效运行具有十分重要的意义.     

波涌畦灌技术要素设计方法研究

根据大量试验研究成果，提出了波涌畦灌灌水技术要素设计的理论方法和经验方法。经实际应用表明，该法设计的波涌畦灌技术要素能使波涌灌达到最佳的节水和灌水效果。这一研究为波涌畦灌技术的推广应用奠定了基础。     

卷烟厂工艺除尘风机喘振分析与控制方法

从离心风机特性曲线与管路特性曲线入手,分析了风机产生喘振的主要原因,采用可变极限流量法消除风机喘振,并在实际工程中实施应用,结果表明有良好的节能与防喘振控制效果.     

旋转爆震发动机与涡轮机的集成

旋转爆震发动机为自增压燃烧的前沿领域,具有热效率高、结构简单、易于组装、不需要机械驱动等优点,其排气可驱动涡轮机,使其成为极具应用前景的新型动力。旋转爆震发动机与涡轮机的集成非常复杂,结合国内外旋转爆震发动机的研究现状和发展趋势,分析和整理了旋转爆震发动机与涡轮机耦合的特点、面临的技术问题以及现阶段所采用的技术方法,并提出未来的研究方向。     

压缩机叶轮部装结构力学性能研究

为了研究大型压缩机组用闭式叶轮部装结构在实际工况下的力学性能表现,以有限元法为基础,利用非线性接触理论分析了某大型压缩机组用闭式叶轮部装结构在装配过程、变工况运行过程中的应力大小与分布情况,分析可知该叶轮部装结构不会因工艺装配产生的内应力发生破坏;闭式叶轮具有工作性质稳定区域和非稳定区域,多数该型叶轮部装结构在12000r/min以上运行时发生失效.分析结果证明该分析方法具有较高的实用价值和较强的应用推广性.     

机匣附面层对涡轮转子叶顶流动及换热的影响

以GE-E3型燃气涡轮发动机第1级高压涡轮转子为对象,通过改变进口段长度、机匣的壁面条件以及叶顶间隙的高度,调节二次流与泄漏流之间的强弱关系,分析了机匣附面层对叶顶区域气流流动和叶顶壁面换热特性的影响,并研究了叶顶边缘的倒圆处理对叶顶气流流动和壁面换热的影响.结果表明:泄漏流与二次流的相互作用,导致叶顶头部吸力面侧产生了高换热系数区域;减少二次流或增加泄漏流,均可使得叶顶头部吸力面侧的高换热系数区域减小,压力面侧的高换热系数区域增大.