非对称进气双面压气机大小叶轮拓稳特性研究

以非对称进气双面离心压气机为研究对象,采用数值模拟方法对压气机双面叶轮区域进行了模拟。为了拓宽非对称进气双面压气机的稳定工作范围,延迟其工作模式的转换,通过增加后方叶轮叶片出口半径的方式,来适当提高后方叶轮做功能力,更好地匹配两侧叶轮协同工作。通过三个方案的对比及叶片载荷和内部流动结构的分析,表明合理增大后方叶轮半径,则能够改善两侧叶轮的匹配关系,从而拓宽双面压气机的协同工作区域。     

非对称进气双面离心压气机不同后弯角离心叶轮拓稳特性研究

以非对称进气双面离心压气机为研究对象,采用数值方法研究了两侧叶轮后弯角不同的双面离心压气机在稳定工作范围上存在的差异。通过改变两侧叶轮出口后弯角的大小,平衡两侧叶轮的流量分配,进而延迟工作模式的转变,抑制后方叶轮的提前失速,达到减小双面离心压气机失速流量的效果.首先采用理论计算的方式总结出了一种求取最佳叶轮组合的方法,其次选择了两侧叶轮后弯角相差20°,10°以及原始对称叶轮三个模型进行对比分析。结果表明,两种改型方案都能够减小双面离心压气机的失速流量。两侧叶轮后弯角相差10°的叶轮组合方案能够延缓工作模式转变,并使失速流量减小.两侧叶轮的后弯角相差20°则会使得拓稳范围更宽,最终会进入前方叶轮失速状态。     

非均衡进气双面离心压气机流场差异分析

采用数值方法研究了在蜗壳内部和压气机进口非对称流场的耦合作用下,非均衡进气双面离心压气机周向流场结构的差异。结果表明:后方叶轮进口轴向速度在周向上存在着较大的差异,且其不均匀程度随流量增大而增强。叶轮不同叶片槽道出口射流-尾迹结构也存在差别,蜗壳内高静压区对应的叶片槽道尾迹区域增大。扩压器内周向静压分布形式与蜗壳内部相同,不同半径位置上静压分布的不均匀程度基本相同,但随着流量的减小,不均匀程度减弱。     

非均衡进气对双面离心叶轮流动损失影响研究

鉴于双面叶轮在内燃机增压领域有广阔应用前景,且叶轮两侧常为非均衡进气,因此有必要深入了解非均衡进气对双面叶轮性能及流动特性的影响,为今后设计更高性能双面叶轮提供指导。本文采用数值方法对非均衡进口条件下双面离心叶轮的流动特性进行研究,探讨了进口条件存在差异情况下对扩压器损失分布的影响。结果表明,双面叶轮性能,尤其小流量工况的性能受两侧进口条件差异影响明显,且随进口条件差异增大性能恶化更多以及稳定工作范围减小;在大流量工况,扩压器内的主要损失为两侧叶轮排气掺混损失;在小流量工况,扩压器内壁面分离涡团造成的损失较之两侧叶轮排气掺混损失更显著。     

压气机插板式进气畸变实验研究

进气畸变同压气机之间的相互作用机制一直是进气道/发动机一体化设计的重点。本文在一台低速轴流压气机上进行了插板畸变实验,研究了插板畸变对压气机性能和稳定性的影响。实验发现:轴向速度畸变和周向速度畸变是影响压气机性能的主要因素;当转子叶片离开畸变区时,其载荷最大,易产生较大的流动分离,当转子叶片刚进入畸变区时,其后的静子叶片叶根易出现流动分离。同时发现插板进气畸变条件下的压气机失速机理与均匀进气条件下压气机失速机理差别很大,并提出一个压气机失速模型去描述插板畸变条件下压气机失速的三个阶段。     

离心压气机叶轮多学科优化设计方法研究

本文采用多目标遗传算法结合近似模型方法,对离心压气机叶轮优化设计程中叶片各个设计参数的变化对于叶轮气动与强度性能的影响进行了研究,更深刻地了解各个参数分别对叶轮气动和强度性能的影响程度,并在此基础上采用可行性解的选择策略来寻求优化设计点,优化后的结果能够满足叶轮气动与强度性能的要求,表明该方法具有一定的工程实用价值。     

压气机进气通道喷水冷却的理论研究

1引言在压气机进气通道喷入适量的水，利用水的汽化吸收空气显热，既可以降低压气机进口空气温度，又可以增加系统工质流量，从而增加效率和输出，是改善燃气轮机循环性能的有效途径。美国佛罗伦萨州的Atlas联合循环电厂是提供峰值动力的电厂，1989年，该电厂利用压气机进气通道喷水的方法来补偿夏季由于高温而造成的动力不足，收到明显效益：7－9月份功率输出平均增大9．6％，一年即可收回设备投资[1]。目前我国哈尔滨703研究所正对此进行试验研究，并将用于实际发电系统。在压气机通道喷水过程中，喷水量的多少是首先应该解决的问题，喷…     

进气畸变对压气机稳定性的影响

在低速大尺寸单级压气机实验器上,实验研究了动态进气畸变对压气机稳定边界的影响。并采取在静子叶片表面埋入微型压力传感器的方法,分析了压气机流场的动态压力特性。实验结果表明,动态总压畸变的旋转频率和旋转方向对压气机稳定性有很大的影响,当畸变相对转速n在0~+0．5之间时,压气机失速推迟;分析动态压力的频谱特性后知道,在压气机失速前一般存在与失速相关的压力扰动,动态总压畸变影响这种压力扰动,从而影响压气机的不稳定流动状态。     

跨声离心压气机叶轮CAD程序

离心压气机因其结构简单,级压比高而被广泛地应用于小型燃气轮机和内燃机增压装置。为了提高效率和减轻重量希望能提高压气机的压比。这样势必会升高叶轮进口马赫数,使内部流场出现超声区和激波。     

离心式压气机后弯叶轮试验研究(一)

一、引言 高性能离心式压气机包含高的效率和宽广的运行范围两方面的要求。后弯叶轮(这里指具有三元形状的半开式后掠出口叶轮)由于它的可控载荷设计,在效率和运行范围两方面都优于径向出口叶轮(以下简称径向叶轮)。随着材料强度问题的解决,后弯叶轮在动力应用方面有逐步取代径向叶轮的趋势。工程热物理研究所基于吴仲华教授的两类流面理论,发展了一套设计高性能离心式压气机级的方法;开展了压气机元件的试验研     

NASA低速离心压气机叶轮内部流动的数值研究

本文采用一多功能流体动力学计算软件,详细计算分析了NASA低速离心压气机叶轮内部的三维速度场。通过与实验数据以及其它软件计算结果详细定量的对比分析,研究了CFD软件预测叶轮内部流场的能力及存在的问题,提出了进一步提高数值计算精度的建议。     

进气支板对某跨音速压气机性能影响的研究

一、BB压气机简介 BB压气机是某型跨音速压气机改型设计后的前两级压气机试验件.压气机进口的四个整流支板是两级转子的前支点.由于设计指标的苛刻要求,压气机进口轴向马赫数选择较高,平均轴向马赫数M_(acp)=0.718.双级总性能设计指标为,流量G_B=50.5公斤/秒,总压比π_k~*=1.804,绝热效率η_k~*=0.825.而设计流量下的试验总性能为,G_B=50.5     

静叶轮毂间隙对高负荷压气机性能的影响研究

静叶轮毂间隙的改变显著影响轴流压气机的气动性能。本文以某1.5级高负荷轴流压气机为研究对象,采用经过校核的三维稳态数值模拟方法探究静子轮毂间隙大小和尾缘间隙长度对其气动性能的影响。研究发现:原型压气机在近失速工况点,静子近轮毂区域吸力面发生流动分离,导致流动堵塞,引发压气机失速。随着轮毂间隙的增加,压气机的失速裕度先迅速增加后缓慢减小,峰值效率下降。在峰值效率工况点,原型静子近轮毂区域的流动整体良好,吸力面分离较小,轮毂间隙反而使得泄漏流增多,泄漏损失增加。而尾缘间隙相比于轮毂间隙,其对压气机的峰值效率恶化较小。随着尾缘间隙长度的增加,轮毂泄漏流增多,有效抑制了静子吸力面附近低能流体的堆积,改善了近轮毂区域的流场,提升了压气机的失速裕度。     

旋转进气畸变下的两级压气机扩稳实验研究

针对旋转进气畸变诱发的流动稳定性问题,在两级压气机上开展了基于失速先兆抑制型(Stall-Precursor-Suppressed,SPS)机匣处理的气动扩稳实验研究。在两级低速压气机实验台上数模拟旋转畸变进气条件,研究不同的畸变程度下旋转畸变对两级压气机稳定性的影响,并考察在第一级转子前缘上方安装SPS机匣处理后的扩稳效果。在畸变转速小于600r/min时,压气机稳定边界向右移动,效率下降明显。畸变转速大于800r/min时,旋转畸变对两级压气机作用效果趋于改善,相对而言,反向畸变比正向畸变具有更好的延缓失速效果。SPS机匣处理在不同畸变程度下均具有扩稳作用,失速裕度改善可以达到2%～7.9%,并且带来的效率损失均小于1%。     

高速离心压气机叶轮性能预测及流场分析

用时间推进法数值求解相对圆柱坐标系下的雷诺平均N-S方程,模拟高速离心叶轮内部的三维粘性流场.计算是在设计转速9个不同的流动工况下进行的.与实验结果比较了三个不同流量下的轮缘周向平均静压,对典型通道位置截面的子午速度分布与实验进行了定量比较,最后得到了转子在设计转速下的压比和等熵效率曲线.研究结果表明,本文发展的数值方法可较好的预测离心压气机叶轮的性能曲线.     

积垢对离心压气机叶轮气动性能的影响

建立表征离心压气机叶轮积垢分布的粗糙度模型,在叶片表面生成三维、非均匀分布的粗糙带,数值研究干净和积垢状态下叶轮的气动性能和内部流场,并通过敏感性分析,找到对叶轮气动性能影响最大的积垢区域。结果表明:积垢叶轮的多变效率和总压比较干净叶轮均有显著下降;随着流量增大,性能衰减愈发明显;离心压气机叶片前缘靠近叶顶部位为气动性能对积垢的最敏感区域.研究工作为离心压气机的鲁棒设计优化奠定了理论基础。     

静叶轮毂间隙对压气机角区分离的控制研究

本文以某1.5级轴流压气机为研究对象,采用三维数值模拟方法研究静叶轮毂间隙对压气机角区分离的控制,先从轮毂整体等间隙入手,然后发展到整体梯形间隙,再到部分间隙,最后提出尾缘间隙。结果表明,整体间隙可以吹除静叶根部的角区分离从而改善压气机低工况点的性能,但也付出了设计点性能下降的代价,并且整体梯形间隙优于整体等间隙。而对于轮毂部分间隙,随着间隙位置往尾缘方向移动,部分间隙控制角区分离的能力逐渐增强,设计点性能降低的程度逐渐减轻。最后,提出尾缘间隙,选择一定大小的尾缘间隙可以在基本不降低设计点性能的前提下使低工况点的流量增加0.88 kg/s、效率提高1.37%、压比提高0.15%。     

跨声速轴流式压气机超声速进气迴转面的理论分析

从通过激波时由于气流相对速度数值和方向的改变导致气流绝对速度和其切向分量的突跃出发,应用平面斜激波的关系,建立了△(V_θr)、损失和总压比的表达式,从理论上阐明了通过激波时气体增压这一重要现象。参考实验结果,假定通道激波的位置、形状,在进口区用特征线法,对超声速进气迴转面进行了理论分析。从这些分析可以看出跨声速压气和机的一些特点。计算还表明,在通道中线的出口处,速度矩V_θr,与中心S_z流面反问题计算时给定的数值相近;而将考虑了激波得出的V_θr,△s/R和流片厚度代入中心S_z流面计算所得的Mach数分布与常规的平均S_z计算结果在叶片排中,特别是在激波前后有很大的不同。     

离心压气机叶轮内三元流动的计算与分析

第一部分基于[1]的理论、和[2、3]的解法提出一种离心叶轮内三元流动的改进解法,它含两层迭代计算,内层为一系列任意通流截面上沿非正交流面坐标s_1和s_2方向气动热力学方程组的迭代求解,外层为两个相关流场迭代求解,最终得包括延伸域的叶片通道三元解。解法通用于普通、分流及串列叶片叶轮。 第二部分为计算与实验比较,目的是验证发展中的三元解法,并了解和分析离心叶轮内重要的内部流动现象,即无粘解法的适用范围,流面的翘曲,及通流截面是的二次流谱。