中央传动齿轮箱复杂油路性能仿真

以某航空发动机中央传动齿轮箱复杂油路结构为研究对象，分别对“双通道多喷嘴”和“单通道多喷嘴”油路模型进行三维流动仿真分析并建立压力-体积流量数学模型.计算结果表明：Realizable k-ε湍流模型能够有效捕捉“双通道多喷嘴”复杂油路结构的三维流动特性，滑油喷嘴喷孔的外部流线喷射位置和试验现象较吻合，计算精度较高；对供油压力为0.05～0.25 MPa的压力-体积流量曲线采用“外延法”方式，能够较好地预测供油压力为0.30 MPa时的体积流量，该值与仿真计算结果和设计要求均较吻合；随着油路入口供油压力增加，所有滑油喷嘴体积流量系数也增加，滑油喷嘴体积流量系数和油路内滑油雷诺数呈正相关关系；当供油压力为0.05～0.30 MPa时，“单通道多喷嘴”复杂油路模型的供油压力和体积流量呈二次函数关系.     

航空发动机润滑油喷嘴性能优化分析*

针对某航空发动机轴承供油喷嘴流量流向试验发现的喷嘴出口流线较为发散这一问题,利用三维流体仿真软件的Realizable k-ε 湍流模型,建立供油喷嘴的三维数值计算模型,对喷嘴内部的三维流场进行仿真分析,考察供油喷嘴出口的流量和喷孔外部的流线圆柱度。基于三维流场仿真结果,提出不同的结构优化方案,并分别考察供油喷嘴的性能。结果表明：喷嘴喷油出口管路段的内部流场直接决定了喷油口外部流线的发散程度和圆柱度,合理布置上游流路结构,适当增加出口管路段的长径比,能有效抑制主流区内的旋流,能减小喷油孔外部流线的发散程度;采用新型的“嵌入式”堵头能抑制喷孔区域的旋流,使喷孔外部流线的圆柱度满足设计要求。     

GTF发动机风扇驱动齿轮箱风阻功率损失研究

为研究风扇驱动齿轮箱风阻功率损失,基于齿轮风阻原始公式,阐明了油气比1∶34.25的通用风阻公式在风扇驱动齿轮箱中应用的局限性,除油气比外,内齿圈风阻计算公式需通过CFD仿真进行了修正;通过直接法测量GTF风扇驱动齿轮箱不同工况下的功率损失,结果表明：在轻载状态下齿轮箱总功率损失与转速成明显的指数关系,风阻损失占主导,理论值与实测值相差50 kW;不同转速相同扭矩状态下,修正理论功率损失和实测功率损失之间的差值由齿轮风阻引起,风扇驱动齿轮箱中拟合油气比约为1∶1.37;并给出齿轮箱风阻功率损失计算公式修正系数。     

二段组合式气化炉的数值模拟

二段组合式气化炉利用化学反应方式回收高温煤气中的显热,能有效地提高现有气流床气化技术的能量利用效率。文中利用Fluent中的PDF燃烧模型和多孔介质模型,对该组合式气化炉进行了数值模拟研究,模拟计算结果与实验值吻合较好,验证了模型的可行性。模拟结果表明:一段燃烧区的撞击流有效促进了热质传递,在一段喷嘴平面区域产生了强烈的回流,并且模拟得到了2股射流火焰撞击形成的"花瓣型"火焰形状;在二段固定床两侧存在压降,气流和温度在床层内的径向分布更加均匀,并且二段固定床能够影响水蒸气变换反应的进行。文中的模拟结果为二段组合式气化炉的工艺和结构设计提供参考。     

某发动机复杂油路流场分析及优化设计

以某航空发动机附件齿轮箱“连通折弯式”的复杂油路为研究对象，对油路内部的三维流场进行仿真分析并建立压力-流量模型。基于流场的计算结果，分析齿轮箱进口润滑油流量不足的原因并提出优化方案。结果表明：该发动机因喷嘴结构设计不当，导致齿轮箱油路中局部流通面积较小，局部阻力损失较大，使得油路进口处的润滑油流量偏小。通过对喷嘴结构局部优化，提高了油路中局部流通面积，有效增加了进口的润滑油流量，满足了设计要求。优化后的齿轮箱油路中，压力损失最大的区域在每个喷嘴的喷孔段，但各个管流段压力变化不大，整个油路的压力分布更加合理。建立齿轮箱工作压力范围内的压力-流量的数学模型，为不同进口压力下的润滑油体积流量选择提供了数据支撑