组合压气机中尾迹与势流同频/异频干涉的叠加特性

为揭示多级压气机中上下游叶轮对中间叶片叠加气动影响特性,阐述不同叠加干涉情况下下游叶轮进气角度变化,采用数值方法模拟了一级轴流和一级离心组成的组合压气机非定常流场。详细讨论了上游动叶尾迹和下游动叶势流对中间导流叶栅段气流非定常流动的异频和同频叠加干涉特性,依据计算结果,直观地展示了静叶通道中两种干涉间相互激励和抑制作用的位置和时间,与数学公式的推导结果相互印证。研究结果表明:当上下游动叶对中间静叶段异频干涉时,干涉的激励、抑制区域的轴向位置随时间发生变化;当上下游动叶对中间静叶干涉频率相同时,干涉的相互激励、抑制区域的轴向位置不随时间发生变化,但干涉的激励、抑制区域的轴向位置受时序位置影响。另外,上游动叶尾迹与下游离心叶轮势流的不同叠加情况,决定着下游离心叶轮进口相对气流角的大小及波动幅值。      

压气机级内动静非定常干涉数值研究

采用非定常数值方法计算了某多级压气机的第七级原型和弯掠动叶级流场,分析了压气机级内动静叶的非定常干扰对静叶流动的影响及改型压气机的尾迹输运特性.数值研究结果表明:同原型相比,采用弯掠设计的动叶减弱了对于下游静叶的非定常干扰,有利于提高整级压气机的气动性能.     

转静子间距对斜流压气机流动损失影响研究

斜流压气机转静子间距对整级性能有重要影响。基于非稳态流场数值模拟,计算分析不同转静子间距下叶轮、无叶段、有叶扩压段三部分流动结构及损失机理,发现随着间距的增大叶轮部分流动损失几乎不变,无叶区部分流动损失增加,有叶扩压段各个控制体的流动损失都减少。研究结果可为斜流压气机转静子匹配设计提供参考。     

末级静叶片除湿流动的数值研究

在叶栅流道内,因流道几何形状及汽流流动的复杂性,使湿蒸汽的流动及湿蒸汽与流道的相互作用呈现多样性.水滴与叶片之间的液固动力学作用,水滴与汽相之间的汽液两相动力学作用,使水滴所发生的物理现象多样化,因而叶栅流道内的汽液流动损失也是非常复杂的.文中对末级静叶开设除湿沟槽的流场进行了气液耦合计算.通过对计算的结果分析,讨论了壁面附近液滴的运动特点及除湿槽附近气流流动的特点.     

某小流量三级轴流压气机的气动性能及数值分析

以某三级跨音速轴流压气机为研究对象,采用三维数值模拟计算方法对其在设计转速下进行了数值模拟,得到了压气机的特性曲线及总体性能。通过改变出口静压,得到了其在设计转速下的近设计点、近最高效率点、近失速点、近堵塞点并分析了压气机在典型工况下的内部流动特性。研究分析表明:近设计点、近最高效率点的流动情况较好,但效率较低。动叶前缘与叶片流道内的激波、转静子吸力面尾缘处的低能团、叶顶间隙的泄露流引发压气机的气动性能降低,进而造成压气机效率较低、流动损失加大。     

时序效应对离心压缩机叶片非定常气动负荷影响

针对国内某大型企业不同机组离心压缩机叶轮叶片进行非定常流动数值分析,通过求解三维瞬态N-S方程组,得到流场分布和叶片表面的静压载荷信息。利用数值实验方法获得离心压缩机不同时序位置叶轮叶片表面动载荷的变化,并通过傅里叶变换得到叶轮叶片表面动载荷的分布特性,进而分析不同时序位置叶轮叶片表面气动负荷的差异。数值计算表明,时序效应对离心压缩机流道内流动以及叶轮叶片的非定常气动负荷存在不可忽略的影响,且合适的时序位置具有改进压缩机级性能的潜能。动载荷是压缩机叶轮叶片结构发生疲劳破坏的诱因,且不同机组离心压缩机中的时序效应对气动载荷的影响具有一致性。     

基于CDA的多级轴流压气机优化设计研究

轴流压气机是大型燃气轮机的重要部件。然而由于端壁附面层的影响,多级轴压气机的后面几级静叶上端壁会出现流动分离现象,造成上端壁区域的流动阻塞,使得压气机的通流能力降低,从而流动损失增加。文中针对一多级轴流压气机的末两级,采用CDA对动静叶进行优化设计分析。数值研究表明,经优化设计后,能够有效改善端区的流动情况,提高压气机的通流能力,提高压气机的效率及增压比。这对轴流压气机的优化设计具有一定的借鉴意义。     

轴向掠叶片对涡轮静叶栅流场气动及声学特性的影响喔

通过数值模拟计算了采用轴向前掠、后掠及径向三种不同叶片型式的涡轮静叶栅流场 ,并根据计算结果分析了各流场流动参数沿流向、径向的分布特点 ,以及轴向前掠涡轮叶栅降噪增效、轴向后掠叶片恶化涡轮静叶栅气动及噪声特性的根本原因     

密流比对压气机叶栅性能影响研究

对高压比跨音轴流压气机转子流动分析,论证了在10％～ 90％叶高范围内转子叶片采用二维设计方法是可行的.采用数值模拟方法,对超音、高亚音转子回转面叶栅进行全工况气动性能计算,研究密流比对于压气机叶栅气动性能的影响规律.结果 表明:密流比增加,超音叶栅总压比和效率均增大,结尾正激波前移,耐反压能力下降;高亚音转子叶栅气流...     

压气机动叶抽吸气的数值模拟探索

为了研究吸附式压气机,改善压气机性能,开展了在压气机动叶上采取主动流动控制措施对压气机性能影响的研究.采用计算流体力学(CFD)数值模拟方法,通过大量计算选择合适的吸气位置和吸气量,在动叶吸力面上开吸气孔进行附面层吸除,可以在一定程度上改善流动状况,从而对转子的效率、压比以及喘振裕度产生有利的影响.通过对NASA Rotor37实例计算表明,吸气后附面层分离状况得到明显改善,采用较小的吸气孔面积和吸气量就能对转子的效率、压比和喘振裕度产生正效应.不同的吸气位置,存在对应的最佳的吸气量.计算表明,转子最佳吸气位置在附面层的过渡区(包括附面层厚度的极大值位置).     

Discussion on back-to-back two-stage centrifugal compressor compact design techniques

Design a small flow back-to-back two-stage centrifugal compressor in the aviation turbocharger, the compressor is compact structure, small axial length, light weighted. Stationary parts have a great influence on their overall performance decline. Therefore, the stationary part of the back-to-back two-stage centrifugal compressor should pay full attention to the diffuser, bend, return vane and volute design. Volute also impact downstream return vane, making the flow in circumferential direction is not uniformed, and several blade angle of attack is drastically changed in downstream of the volute with the airflow can not be rotated to required angle. Loading of high-pressure rotor blades change due to non-uniformed of flow in circumferential direction, which makes individual blade load distribution changed, and affected blade passage load decreased to reduce the capability of work, the tip low speed range increases.     

非均匀栅距对压缩机叶片非定常气动力影响的三维数值研究

对非均匀栅距叶片排的轴流压缩机进行了三维数值模拟研究,着重探讨了动静相干对压缩机动叶表面非定常气动力的影响。结果表明：不同非均匀栅柜分布结构组合构成的新型＂时序效应＂有助于降低动叶所受到的非定常激振力。此外,通过频谱分析发现,非均匀栅距结构将动叶在单一频率下的较大激振力分散到几个频率处,从而降低了单一频率下的激振力。     

Advanced through-flow analysis applied to a low-speed axial flow compressor

This paper describes some calculations using the digital computer programme written by Marsh¹ for the through-flow fluid mechanics of a turbomachine. The machine chosen as the subject for the calculation was a slow-speed single stage axial flow compressor in the Mechanical Engineering Department at Liverpool University. The deviations and losses for the blades were obtained from cascade correlations and the area blockages and secondary flow angle changes were derived from a simple annulus wall boundary layer calculation performed on an analogue computer.     

轴向间隙对对旋叶栅做功能力的影响

对某型号对旋轴流通风机进行试验研究,获得3种轴向间隙下风机的轴功率曲线 . 采用计算流体力学(CFD)的方法,对不同工况下风机内流场进行数值模拟研究,得到不同轴向间隙下的叶片表面压力系数增量曲线根据试验和模拟结果,详细分析轴向问隙对叶片做功能力的影响.发现了轴向间隙对对旋叶栅做功能力的影响规律. 为对旋风机设计提供有...     

弯曲叶片对跨音速轴流压气机性能影响的数值研究

采用具有不同控制参数的积叠线对Rotor37转子叶片进行周向弯曲造型设计,获得叶片的最佳弯高和弯角。采用数值计算方法研究了叶片弯曲对压气机性能及其内部流动结构的影响,结果表明:弯曲叶片具有良好的变工况性能,新设计的叶片能有效提高压气机的绝热效率和总压比。叶片周向弯曲引起端部低能流体向主流区的迁移,使得端壁和主流区流动状态发生改变,在端壁区流动损失下降,而在主流区流动损失有所增加,同时沿叶高方向上流体的质量流量被重新分配。     

新型轴流导叶可调液力变矩器设计与分析

采用“两圆弧+直线”的设计方法设计了有效直径370 mm的新型轴流导叶可调液力变矩器循环圆;运用等倾角射影法设计了新型轴流导叶可调液力变矩器各叶轮叶片的叶形,并给出了其总体结构。为了实现导轮叶片的转动,设计了导叶调节机构和导轮内外环结构,阐述了实现导轮叶片转动的过程,并定义了导叶开度的变化范围。运用CFD方法对所设计的新型轴流导叶可调液力变矩器进行数值模拟计算,获得了其原始特性,并对其特性进行了分析。由分析可知,通过调节导叶开度的变化能够实现轴流导叶可调液力变矩器能容的连续可控。由于其连续可控的能容特性,在与发动机共同工作时能够实现动态匹配,进而提高整机性能。     

静叶调节对多级轴流压缩机流动损失的影响

基于合适的流动损失、落后角模型及逐排基元叶片算法,发展了计算多级轴流压缩机特性工程方法,并进一步定量分析了静叶排调节对多级轴流压缩机流动损失及性能影响规律,结果表明:增大静叶排安装角不仅能显著改善当地叶排流动损失分布规律,同时也改善了其下游转子叶排流动损失分布规律,为扩大发动机压缩系统稳定工作范围的静叶调节规律设计提供理论基础。     

径流叶片扩压器的气动设计与优化

径流叶片扩压器的优化设计对提高离心风机的静压效率有重要作用。基于NACA65平面叶栅试验数据和叶栅保角变换方法,建立径流叶片扩压叶栅的气动设计方法,解决了径流叶栅气动设计中基准叶型的转换问题。通过对叶型的参数化和应用遗传算法的优化,可以进一步优化叶片安装角和局部型线,控制叶片表面的流动分布,降低叶栅总压损失和出口气流落后角,相关算例证明了本文方法的可行性。     

多级油气混输泵轴向间隙变化对其性能的影响

以自主研发的YQH-100型多级油气混输泵为研究对象,采用Mixture模型,选用标准k-ε湍流模型,速度压力耦合采用simplic算法,对混输泵3种不同轴向间隙下,分别在0,10%,30%,50%,70%共5种含气率情况下进行了数值模拟。得到了耦合面上的压力分布云图,绘制了不同间隙变化下混输泵扬程、效率随含气率变化的曲线。结果表明间隙呈递增趋势变化下的扬程、效率都高于其他两组。     

压缩机叶片动静态特性研究方法的进展

叶片是压缩机的关键性部件之一,其结构设计的合理程度主要体现于叶片的静、动态等特性,这些特性的优劣会直接影响压缩机的整体性能。根据近年来国内外研究叶片动静态特性的状况,结合理论与事实,将理论分析、实验研究和数值计算三类方法进行了对比分析,得出数值计算方法是研究叶片动静态特性的一种有效途径,可以方便获得叶片的静力和动力特性参数,为优化设计叶片结构提供理论数值参考。相对理论分析和实验研究方法而言,数值计算方法具有直观形象、应用范围广、灵活方便等优点。