涡轮基组合循环发动机进气道设计

采用等激波强度的方法,考虑进气道的气动性能和进气道前体斜板的调节规律。对高超声速涡轮基组合循环发动机的二维混压式几何可调进气道的设计进行了探索。控制进气道喉部出口马赫数的大小,给出了三斜板内外混合压缩进气道设计点的几何尺寸和非设计点的斜板调节规律。运用二维CFD数值计算手段,通过求解欧拉方程,对所设计进气道在不同飞行条件下的流场进行了计算。计算表明,设计的进气道结构简单,附加阻力小,总压恢复系数高,低速起动性能好,调节规律容易实现。     

高温高低周复合载荷试验加载技术

为了获取航空发动机涡轮转子叶片的疲劳寿命,通过电磁感应加热、高低周复合载荷协调加载控制方法实现正交载荷解耦联合加载,研究了转子叶片在高温环境、低周离心载荷和高周振动载荷耦合响应,并基于涡轮叶片模拟试验件,对上述技术进行了验证.结果表明,该试验技术具备可行性和正确性.可见该技术可以实现航空发动机结构部件的多场耦合复杂载荷...     

考虑组分扩散的气冷涡轮气热耦合计算

研究了冷气掺混过程中燃气组分变化对气冷涡轮气热耦合计算的影响。求解器为HIT-3D气热耦合求解器,该求解器包含一个流动求解模块与固体温度场求解模块,并通过直接耦合方法来实现流固区域的数据传递。为了研究冷气组分变化的影响,该求解器还求解了冷气组分扩散方程,并将工质热物性质,包括定压比热与气体常数,表示为组分与温度的函数。研究算例为某低压气冷涡轮导叶,同时进行了考虑组分扩散与单工质气体的气热耦合计算。对两种不同计算条件下的工质热力参数以及涡轮表面热负荷进行了比较,结果表明考虑工质组分变化后,在冷气掺混区域,工质气体常数变化很小,但定压比热与叶片表面温度有较大的差异;其中前者降低,后者升高,其最大差值分别为0.1和0.02。     

叶片非定常气动力诱发振动机理初步

为确保叶轮机械工作可靠性,开展涡轮叶栅在非定常气动力作用下的振动机理研究是必要的。采用非定常数值模拟方法对某高压涡轮两级的内部流场进行了计算,并对涡轮第一级叶栅分别进行了模态分析和瞬态结构分析。结果表明,在考虑到叶片约束条件、载荷以及质量分布的情况下,静叶最大位移出现在尾缘中部位置,且随转静干涉效应呈周期性变化;动叶最大位移出现在动叶顶部位置,且在气动力的周期性作用下,沿展向发生变化。     

新型双工质平面叶栅冷却试验风洞设计

针对重型燃气轮机高温涡轮叶片的双工质冷却技术,设计建造了研究双工质冷却新原理,高效气膜冷却机理及叶片综合冷却特性的叶栅试验平台。该平台由压缩机、蒸汽发生器分别提供空气源和蒸汽源,可以进行叶片双工质冷却情况下的叶片综合冷却特性研究及相关扩展研究。从而揭示叶片内冷却工质的流量压力分配关系,气膜冷却效率以及叶片特定冷却结构下的综合冷却特性,为新型双工质冷却叶片的设计提供试验验证支持。     

涡轮增压器叶片高低周疲劳寿命特性分析

转子是涡轮增压器高速旋转部件,在运行中承受高低周疲劳载荷,其安全运行尤为重要.为获得涡轮增压器叶片的高低周疲劳寿命,通过改变高低周疲劳中高周应力比和单个复合疲劳载荷块中的高周频率,分析疲劳寿命特征,建立了基于Miner理论的寿命评估模型,利用此模型分析得出160 000 r/min转速下涡轮叶片的高低周复合疲劳寿命.通...     

一种涡轮泵故障阈值检测算法

涡轮泵是火箭发动机的心脏,是火箭发动机中的高速旋转组件,也是故障率较高的部件之一。涡轮泵的可靠性在整个发动机的可靠性中占有重要地位。传统的故障检测有时会出现虚警或漏警的现象,而且主要用于试车后的状态分析与评估;在实时故障检测中存在很大的不足。涡轮泵发生故障的主要原因是由于振动,因此振动加速信号研究对涡轮泵的故障检测显得尤为重要。通过一种阈值检测算法对振动加速信号进行研究,并结合已有涡轮泵故障信息对该算法进行验证,验证了该算法的准确性、实时性等要求。     

基于DSMC方法的涡轮分子泵跨流态抽气性能研究

基于直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,可以计算获得涡轮分子泵叶列在不同稀薄气体流态下的抽气性能.通过改变涡轮叶列旋转速度、气体入口结构尺寸及被抽气体温度等参数,能够得到涡轮分子泵最大抽气效率和最大压缩比的变化情况.比较各参数在不同流态下对抽气性能的影响程度,并计算不同流态下涡轮叶列返流的变化.计算得出增大叶片速度在分子流态下对涡轮分子泵性能的提升最为明显,缩小气体入口面积可以提升涡轮分子泵压缩比等结论.从而为提升涡轮分子泵抽气性能提供了手段,拓展了涡轮分子泵的工作范围.     

南八仙复杂断裂系统形成机理及油气富集模式

深入研究南八仙地区主控断裂、各级微断裂的形成机理、组合关系以及对油气的控制作用,可以有效预测含油气砂体分布。综合应用地震、钻井、测井等资料,结合几何学、动力学对南八仙地区的断裂及微构造进行了梳理,在此基础上,通过分析油气成藏演化史及储层岩性、物性特征确定了复杂断裂系统的油气富集模式。研究认为,仙北断裂是受马仙断裂影响下的反S型右旋三级走滑断裂,控制南八仙中浅层构造带的形成,伴生各级张性微断裂由西向东发散,发育斜列带、羽状带、马尾带3种微断裂构造样式。南八仙油气田属于同源油气,两期成藏,其中,中浅层油气藏是构造岩性次生断块油气藏类型。建立了断层控油、微构造控油、沉积相控油3种油气富集模式,确定了仙北断裂羽状带中单层厚度小的滩坝砂体内微构造是油气富集区域,据此在油气富集区部署5口开发井,试气效果良好。     

低渗碳酸盐岩气藏提高采收率技术对策

系统的提高采收率技术对策是改善低渗碳酸盐岩气藏进入开发中后期效果的重要技术手段。针对该类气藏进入开发中后期地质、生产动态以及开发方式上相对于早期的变化,围绕气田挖潜与提高采收率,梳理了该类气藏在面临侵蚀沟槽发育、储层低渗非均质性强、低压低产井多等特征时,剩余储量挖潜、提高储量动用程度和井网完整性评价中的关键技术问题。并在复杂岩溶储层描述、低渗气藏精细动态评价技术的基础上,提出以"沟槽挖潜、井网优化、增压开采、排水采气"为核心的提高采收率技术思路与对策,并将研究成果应用于鄂尔多斯盆地M气田。结果表明:M气田可新增动用储量220.3×10~8 m~3,增产气量303.4×10~8 m~3,提高气田采收率6.8%。研究结果对国内同类气藏的开发与实践具有指导意义。