大焓降静叶片设计思想的低速实验验证

在低速风洞上,采用扇形叶栅试验模型,试验验证了哈汽公司低展弦比大焓降静叶片的设计思想.试验结果表明,哈汽公司的设计理念是:沿全叶高采用类似“鱼头”的流线型叶型前缘,在不存在横向二次流动的叶展中部采用前加载叶型,在横向二次流强烈的叶栅两端采用后加载叶型,同时将两类叶型沿叶高采用尾缘正弯积迭.这样设计得到的大焓降静叶片气动性能优良,沿轴向流动损失呈直线型均匀增长,并对气流冲角有较强的适应性.     

马赫数对大焓降动叶气动特性影响的数值研究

采用商业软件CFX,在相对坐标系内数值模拟了不同出口马赫数下大焓降动叶的气动性能。数值结果表明,哈汽公司设计的大焓降动叶具有后加载特性,而且出口马赫数愈高,后加载特性愈明显。当动叶出口马赫数由0.47增加至0.81,总压损失系数在7.5%至14.5%之间变化。总的看来,大焓降动叶的变马赫数性能良好。     

大焓降弯扭静叶设计理念及增荷设计研究

采用叶片几何成型参数化方法,对沿叶高变负荷设计的大焓降弯扭静叶片的成型要素进行了拆分,并对拆分得到的近似直叶片和原型弯叶片流场进行了数值模拟。结果证明,大焓降弯扭静叶负荷沿叶高的变化是叶片积迭线正弯曲造成的。以此为基础,对大焓降弯扭静叶进行了增荷设计,进一步证明采用大焓降弯扭静叶设计理念,对增高叶片气动负荷和控制二次流是有效的。     

船用燃气轮机变几何动力涡轮大攻角流动特性的三维数值模拟

采用三维数值模拟技术,研究了可调导叶转动导致变几何动力涡轮气动性能变化的流场机理。结果表明,在较小的转角范围内,采用大转折角设计的可调导叶使涡轮处于大攻角运行。在大正攻角或大负攻角下可调导叶级动叶栅流道内的三维分离流场结构及其产生机理有很大差异,而且大正攻角造成的吸力面分离流动更使整个涡轮的效率显著地下降。通过系统的机理分析,提出可调导叶宜采用较小转折角的后部加载叶型,而变几何动力涡轮可调导叶级动叶栅要采用较大负冲角的气动设计原则。     

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。     

最大厚度位置对高亚音轴流压气机叶型设计的影响

为了在具有不同负荷的压气机叶栅的初始设计过程中选取最大厚度位置,采用数值方法对在不同折转角的高亚音来流条件下对扩压叶栅进行了大量的系统性研究,分析了最大厚度位置、折转角以及稠度3个叶栅几何参数对叶栅变冲角特性以及对最小损失冲角下的叶栅气动性能的影响规律.基于大量叶栅样本建立数学模型,用来定量描述最小损失冲角,以及最小损...     

前加载和后加载叶片气动性能的数值研究

采用数值计算的方法对后加载和前加载叶片的气动性能进行了详细的分析,研究了无扭曲的叶片与弯曲叶片的压力系数分布以及负荷分布特性,分析了后加载和前加载叶栅内总压分布规律和总压损失沿叶高的变化情况.数值计算得到的后加载和前加载无扭曲的叶片中部压力系数分布与平面叶栅试验数据吻合良好,后加载弯曲叶片和前加载弯曲叶片的近叶顶、中部和近叶根处的压力系数分布与试验数据基本吻合.     

高负荷风扇末级静叶气动特性试验研究

为了研究高负荷风扇末级静叶的气动性能,通过在静子叶栅前加装导流叶片,来模拟多级风扇中动叶出口气流参数,通过旋转导叶改变静叶进口气流角,分析不同进口气流角和进口马赫数条件下的静叶气动特性。研究表明:本研究设计的导流叶片可以为静叶提供接近动叶出口条件的来流参数,从而开展静叶试验研究。该静叶为大折转角扩压叶栅,随马赫数增加,总压恢复系数减小。随转角增大,静叶压力面流动随导叶转角增加明显改善,分离范围减小;吸力面存在较大范围的分离,转角增加对分离范围影响不大。     

涡轮动叶变冲角气动负荷试验研究

在环形涡轮叶栅低速风洞上,对某型采用后部加载及正弯曲设计的高负荷动叶进行了静态吹风试验.应用五孔球型测针,详细测量了在3个冲角下由栅前至栅后7个横截面内气流参数沿叶高和节距的分布,同时对各冲角下9个不同叶高截面静压系数也进行了测量.试验结果表明,采用沿叶高改变吸力面最低压力点的后部加载叶型并结合叶片的正弯,能够在保持静压沿叶高分布均匀的条件下,显著降低端部横向压力梯度,增大主流区叶型的气动负荷.     

不同折转角弯曲扩压叶栅性能数值研究及优化设计

通过数值模拟研究不同折转角弯曲扩压叶栅中弯高、弯角对其气动性能影响,利用试验设计和遗传算法实施方案选择和优化设计,给出不同折转角下弯高、弯角最佳匹配范围。结果表明,3种折转角情况下弯高、弯角的最佳匹配规律是不同的,随着扩压叶栅折转角的增大,较小的弯高和弯角匹配将更有效减少气动损失。