两型间冷器芯体热动力特性试验研究

为了提高间冷器芯体结构的热动力性能,根据芯体翅片不同排布方式,设计了两型间冷器芯体结构:翅片轴向排布式芯体结构(A型)和翅片周向排布式芯体结构(B型),其通流部分均按照空气层和水层交替叠加的方式排布,通过模拟不同工况下的间冷器运行状态,测量两型间冷器芯体结构的进/出口温度、进/出口压力和冷却水流量,对两型间冷器芯体结构的换热性能及流阻特性进行对比分析。结果表明:翅片轴向排布式间冷器芯体的换热特性及水侧阻力特性优于翅片周向排布式芯体,但翅片周向排布式间冷器芯体的空气侧阻力特性优于翅片轴向排布式芯体。     

气动旋流喷嘴点火特性试验研究

进行了点火试验研究,探讨了助燃风量、雾化气压力、喷油量、燃油粘度及炉膛温度等因素对气动旋流喷嘴点火特性的影响。     

燃气轮机惯性级分离装置的气动特性研究

气动特性是燃气轮机惯性级分离装置工作性能的宏观指标,进气通道的气动性能越差,压气机效率、压比及燃气轮机的功率越低。对燃气轮机一种惯性级导叶进行气动损失特性研究,分别对进口流速工况为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0m/s的流道进行研究。首先从数值模拟的角度对二维流道流场模拟,得出数值模拟气动损失数据。然后从试验研究的角度对该惯性级导叶气动损失特性测试。分析数值模拟与试验研究的结果,得出:不同进口流速下,两者总压损失都近似成线性关系;气动阻力损失系数都基本保持不变,但两者存在一定的偏差;数值建模参数假设的误差是导致偏差的主要原因。     

某舰用燃气轮机舷侧进气系统性能试验研究

与燃气轮机常规进气方式相比，舰用燃气轮机舷侧进气系统对风速、风向等环境条件更为敏感，从而影 响整体性能表现。为验证某舰用燃气轮机舷侧进气系统在不同进气方向下总体性能是否满足设计要求，本文搭 建了该进气系统比例模型，并在其中布置了滤清器、稳压室、消声器等损失部件模型，对舷侧进气系统在5个常 见的进气方向下的整体性能表现进行了试验研究，对M进气方向下7个关键截面上流场进行了详细测量。试 验结果发现，进气方向明显影响舷侧进气系统性能，进气方向垂直于百页窗时进气系统总阻力损失最小。进气 系统中前端部件，如百叶窗、滤清器、稳压室等部件流动损失受进气系统的影响较为明显，消声器等进气系统尾 端部件的流动损失基本不受影响。速度场测量结果表明，进气方向同样会影响进气系统出口截面上流动畸变情 况，变化趋势与进气系统总阻力损失变化趋势基本相反。试验结果表明，在不同进气方向下，舷侧进气系统设计 方案的总阻力损失、出口截面畸变、主机功率损失均满足设计要求。     

直列叶栅气动性能的实验与数值研究

对某直列叶栅吹风实验，总结出型面损失、端部次流损失及出口气流角的分布曲线。     

1013毫米长叶片气动性能试验研究综合分析

论述了１０１３毫米和或者睛气动性能试验研究的目的,诮地棚气动试验、汽水比拟试验的方法,依据所涉及到的高速空气动力学、超音速叶棚、力学、应用数学诸多学科理论对多种叶棚方案进行试验研究、方案比较、修改再设计而获得气动性能优良的长叶片。该长叶片叶型的获得,使３００ＭＷ汽轮机组的热耗可望降低４０ｋＪ／ｋＷ．ｈ,接近世界最先进水平。     

复杂循环船用燃气轮机间冷器的数值模拟

在间冷(IC)循环燃气轮机中,间冷器是时燃气轮机性能有重要影响的部件.为了确定机上布置问冷器结构型式,针对某船用燃气轮机提出了3种间冷器结构方案,并进行了数值模拟,经过优化,得出了较好的模拟结果.由于在计算时对模型进行了简化,压降损失的计算结果不够准确,因此又进行了小流道的模拟计算,据此对3个方案压降损失的计算结果进行了修正.     

冷气掺混对涡轮叶栅气动性能影响试验研究

为分析冷气掺混对涡轮叶栅气动性能的影响,对某船用燃气轮机高压涡轮导叶开展了带冷气条件下的扇形叶栅吹风试验,结果表明：冷气掺混对叶片型面压力分布有较大影响,且在吸力面表现尤为突出;在冷气流量比小于7%工况下,叶栅能量损失较无冷气喷射时增加（< 9%）,甚至在Ma=1.05时能量损失较无冷气喷射时还小;当冷气流量比大于7%时,叶栅能量损失随冷气流量比的增大而迅速增加（最大可达26%）;平均出口气流角随着出口马赫数的增加而增大,变化范围为17.7°~18.1°,且在同一工况下冷气喷射会使平均出口气流角增大。     

畸变强度对压气机气动性能影响研究

以Stage 35为研究对象,采用商业软件ANSYS CFX开展进气总压畸变对压气机性能影响的数值模拟研究。在70%叶高处安装插板式畸变模拟器,改变插板位置,得到3种不同畸变度的进气总压畸变。计算结果表明:当插板与动叶的距离分别为42,32和22 cm时,压气机压比分别下降了3.45%、3.66%和4.51%;效率则依次降低了5.10%、5.12%和6.95%;稳定裕度降低了25%、26.11%和26.62%。总压畸变会显著影响压气机内部流动,改变动叶进气角,导致动叶尾缘分离区域增大,尾迹损失增大;进口总压畸变度越大,压气机总压比下降越多,整机绝热效率越低,稳定工作裕度越小。     

大小叶片扩压叶栅气动性能与流动结构实验研究

针对45°叶型转折角扩压叶栅及增加小叶片后组成的大小叶片叶栅,分别测量了其在设计工况及不同气流攻角下的叶栅气动性能,通过PIV实验获得了对应工况下的叶栅内部流动状态.结果表明：增加小叶片后,叶片压力面至吸力面的压力梯度明显降低,大叶片载荷降低;在设计工况下,叶栅气流落后角仍可参考霍威尔半经验公式进行计算,但偏离设计工况后,该公式存在较大误差;大小叶片叶栅的气流落后角仅在小气流攻角下明显减小,在其余工况下变化不大;不同气流攻角下小叶片对大叶片表面气流流动分离起到约束作用;在设计工况至大气流攻角工况变化过程中,叶栅扩压损失有所降低.     

喷嘴阀箱气动性能计算与试验分析

通过对喷嘴阀箱气动性能的计算与试验分析,研究了阀箱内部结构变化对气动性能的影响。结果表明,合理地选择导流板的形状及其设置位置。能有效地提高阀箱的流动效率与通流能力。     

攻角对透平叶栅气动性能影响的研究

采用叶栅吹风试验与数值模拟相结合的方法,研究了攻角变化对具有较大前缘半径和进口楔角的透平叶栅气动性能的影响,试验测量在出口马赫数为0.8、攻角-61.0°-＋4.0°内进行,对应的雷诺数为6.0×105.在试验验证数值方法可靠性的基础上,对叶栅流动损失进行了数值研究,分析了攻角变化对试验叶栅型面损失中吸力面与压力面边界层损失、尾迹损失和端部次流的影响特性.结果表明：当攻角从＋4.0°变化到-41.0°时,叶片表面没有发生流动分离,出口截面的总压损失系数变化幅度不超过0.21%;在负攻角很大（-61.0°）时,压力面边界层发生流动分离,型面损失急剧增大;具有较大前缘半径和进口楔角的试验用叶栅表现出良好的变攻角气动性能.     

大焓降叶栅中流动损失沿流向发展的实验研究

在环形叶栅低速风洞上,对亚临界600MW汽轮机中间级大焓降静叶栅进行了吹风实验。应用五孔球头测针,详细测量了在3个冲角下由栅前至栅后7个横截面(栅前1、栅内5、栅后1)内气流参数沿叶高和节距的分布;开展大焓降后部加载弯叶栅中流动损失沿流向发展特性的研究。实验结果表明,大焓降静叶栅具有良好的气动性能。     

带有冷气掺混的三级透平气动性能数值研究

借助NUMECA数值仿真软件,以某型燃气轮机的三级透平作为计算模型,对其在冷却气体掺混前后的流场进行了数值模拟。考虑到工质物性的影响,采用了变比热高温燃气作为计算工质。同时,针对燃气轮机透平进口的变工况问题,选取不同的透平进口总压值进行数值计算。结果表明,冷却气体的加入使得级损失增大,每列叶片流道出口速度或相对速度减小,下游叶片进口气流角减小;在三级透平冷气掺混时改变进口总压值,每列叶片流道的进口气流角几乎不变,除第三级动叶的激波损失与尾迹损失增大外,其余叶片流道的能量损失变化不明显。     

涡轮叶片气动性能影响因素的实验与数值研究

本文利用实验与数值模拟的方法研究航空发动机涡轮叶栅在改变节距时,其总压损失、出口气流角及叶栅表面静压系数的变化。通过实验和数值计算的结果对比,验证了数值计算的准确性。数值模拟结果显示：相对节距t在0．5—1．0范围内变化,叶栅的总压损失在t=0．9时达最小;叶栅人口攻角从-10°逐渐增加至＋10°时,总压损失呈现递增的趋势;随着相对节距每增加0．1,气流出口角相应增加大约2°;随着叶栅相对节距的增加,附面层增厚、脱离,叶型损失增大。     

对转涡轮气动技术研究进展

对转涡轮技术是有效提高发动机功率密度、效率,减少陀螺效应的重要技术手段之一,但其设计难度大,在实际工程应用中仍面临一系列技术挑战。本文主要从对转涡轮在不同领域中的应用、气动设计及性能分析、内部流动分析及优化和气动试验技术四个方面对近十年来国内外对转涡轮气动技术的研究进展进行综述,并指出未来应进一步深入认识不同类型对转涡轮内部复杂流动机理及调控方法,加强试验技术研究,为实现对转涡轮在不同领域中的应用提供技术支撑。     

变几何涡轮对涡轮气动性能的影响研究

针对自由涡轮导向器叶片可调的多级轴流涡轮进行气动性能研究。结果表明:通过改变自由涡轮导向器叶片角度可以调节多级涡轮的流量、效率、膨胀比分配和功率分配,自由涡轮导向器叶片角度变化对涡轮流场和各级静叶损失产生明显的影响。     

平面叶栅中两类叶型探针影响特性的对比研究

采用平面叶栅吹风试验方法,针对压气机叶栅中两类叶型探针（A类、B类）的影响特性进行对比研究,在整理分析原型叶栅变工况流动特性的基础上,从叶片表面等熵马赫数、总体性能参数与栅后尾迹等三个层面详细考察了两类叶型探针的影响程度及变化规律。研究结果表明：对于叶栅通道内没有激波的亚音流场环境,A类探针的综合影响程度略小于B类探针,而对于叶栅通道内会形成强激波的跨音流场环境,A类探针的综合影响程度要大于B类探针;A类探针对叶栅出口尾迹分布的扰动作用大于B类探针,预示在压气机多叶排环境下B类探针的工程适用性更好。