分流叶片周向位置对离心叶轮性能及内部流动的影响

利用商用计算流体力学软件包NUMECA FINE/TURBO对Krain叶轮内部三维粘性流场进行了数值模拟研究。重点分析了分流叶片不同周向位置对该叶轮内部流动和性能的影响,得出了不同周向位置时的叶轮效率、压比随质量流量变化关系,结合对叶轮内部流场的详细分析,给出了适合此半开式离心叶轮分流叶片周向位置的最佳设计方案。研究结果表明:分流叶片不同周向位置对叶轮流道流场影响明显,当偏向主叶片吸力面一侧时可以有效提高叶轮效率。     

分流叶片位置对离心压缩机级内部流动和性能影响的数值研究

运用数值求解叶轮机械内部三维粘性流场的方法,对工程上常用的某带分流叶片的离心压缩机叶轮及后接有叶扩压器的内部流动和性能进行数值研究。通过求解分流叶片处于不同周向位置和其前缘处于不同流向位置时级的流场,得到了对应的内部流场和压力、效率与流量的性能曲线。结合对级性能曲线和内部流场的详细分析,结果表明:分流叶片处于不同的周向位置和其前缘处于不同流向位置时对级的内部流场和性能曲线影响很大,分流叶片中间叶高处前缘位置位于50%左右和周向位置距长叶片吸力面一侧1/10栅距左右,级性能较佳。     

闭式叶轮叶型误差对某型燃气轮机离心压气机性能影响的CFD研究

旨在使用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)方法对某型燃气轮机闭式离心压气机的叶轮叶型加工误差对性能的影响进行定量研究。CFD仿真结果显示叶型厚度增加0.1mm以上使压气机的性能降低明显。此外,闭式叶轮上叶片的周向分布位置度误差对性能影响较大。研究结果对零件验收具有指导意义。     

位置度超差对轴流压气机流场性能影响的数值研究

以单级轴流压气机为研究对象,采用数值计算方法研究了叶片位置度超差对压气机流场性能的影响。计算结果表明,当叶片位置度发生变化时,压气机的等熵效率、总压比等气动参数都不同程度地呈现恶化趋势,并且轴向位置度的影响大于周向位置度;叶片周向及轴向位置度的变化对压气机叶片气动载荷和进口攻角的影响规律各不相同。     

分流叶片对微型离心式风泵性能影响的数值研究

为了研究分流叶片对微型离心式风泵性能的影响,对现有叶轮模型进行了流体力学数值研究。采用Realized k－ε湍流模型和SIMPLE算法,研究分流叶片的周向位置、长度、倾角以及长短叶片数等参数对离心式风泵性能的影响。在额定转速为5500 r／min且风量风压曲线的实验结果和计算结果吻合较好的情况下,对其进行了优化。仿真结果表明,对于现有叶轮模型,当分流叶片处于长叶片间周向位置4时、分流叶片进口直径Ds为叶轮外径Do的0．75倍、分流叶片内部斜边与离心式风泵轴线夹角为12．5°时,离心式风泵的性能较为优异。此外,计算结果还表明,在现有模型中,对分流叶片几何参数进行优化,长短叶片数目均为11时,该离心式风泵的性能有较明显的改善。     

机匣处理抽吸环槽位置对离心压气机性能影响

在高转速下跨声速离心压气机往往暴露出流量范围过窄的问题,难以满足变工况增压柴油机对宽广流量范围的需求。通过数值分析研究了抽吸环槽子午轴向位置对压气机性能的影响。结果表明,压气机对开槽位置比较敏感,在高转速下只有适当的开槽位置才能有效带走堆积在分流叶片前缘上游附近的低能流体,最大程度改善其内部流动,拓宽其流量范围。采用优化后的机匣处理结构后,压气机的稳定工作范围由11.86%拓宽到15.83%。     

串列叶片对离心风机叶轮性能及内部流场的影响

对串列叶片式离心风机叶轮的内部流场采用NUMECA软件进行了数值模拟研究,分析了串列叶轮不同相对周向位置因子对离心叶轮性能的影响,并对串列叶轮与原始叶轮进行了详细的流场对比分析。结果表明:相对周向位置因子对离心叶轮性能影响较大,当相对周向位置因子取0.05⁰.20时串列叶轮在性能上均有所提高且取0.10时性能达到最好;串列叶片能有效地削弱叶轮出口射流-尾迹结构对流场的影响,改善叶轮出口的速度均匀性,对控制风机的气动噪声有十分有利的影响。     

离心压缩机级的数值试验及分析

在自行开发的离心压缩机建模参数化软件平台上，对含分流叶片的离心压缩机级进行了数值试验，给出了级的总性能曲线和叶轮出口流场分布等结果。结果表明：离心叶轮分流叶片的位置、叶片出口的形状、扩压器宽度，以及蜗壳型式等方面的不同选择都会对压缩机的性能造成明显的影响。     

轴流压气机转子叶片非同步振动的声传播特征研究

围绕某型涡扇发动机压气机内部噪声环境下转子叶片气固耦合振动失效问题,开展某型涡扇发动机压气机流道内部噪声测量试验,主要研究压气机高压一级转子叶片发生非同步振动(NSV)时压气机流道内部声波传播特征。针对压气机高压一级转子叶片发生NSV时,研究了6个测点位置处噪声信号特征,确定了噪声源位置以及特征频率噪声信号沿压气机周向和轴向位置的传播特性,并应用环形管道声传播基本理论,初步计算了压气机内部特征频率噪声信号的基本物理特性。分析结果表明:诱发高压一级转子叶片NSV的声信号应起源于高压一级转子叶片排位置处;该声信号沿轴向位置的传播方式为:从高压一级转子叶片排位置向两端传播;周向传播方式为:周向阶数为6的声模态与转子旋转方向相反的方向传播;压气机内部声共振是诱发转子叶片NSV的主要原因。研究的内容和结论,对分析航空发动机压气机转子叶片故障问题、提高压气机性能和工作稳定性具有重要的参考价值。     

后向式离心通风机长短叶片的数值研究

为了研究短叶片对后向式离心通风机性能的影响,对某风机厂的JMF No4.3A型离心风机加短叶片的叶轮模型进行了数值研究.数值方法采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法.主要研究了长短叶片数、短叶片长度、短叶片周向位置以及短叶片的安装角度对后向式离心通风机性能的影响.为方便比较,计算结果做成了无因次曲线的形式.结果表明:对后向式离心通风机而言,短叶片长度影响风机的做功能力和效率:短叶片的周向位置则对压力和效率均有较大影响.特别是对效率的影响最大;而短叶片的安装角度则对风机的性能影响较小.     

长短叶片离心通风机的数值研究

为了研究短叶片对前向离心通风机性能的影响,对9-26型离心风机加短叶片叶轮的模型进行了数值研究。采用RNG-k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,主要研究了短叶片长度、短叶片周向位置、短叶片的安装角度以及长短叶片数对风机性能的影响。为方便比较,计算结果做成了无因次曲线的形式。结果表明,短叶片长度主要影响风机的做功能力;短叶片的周向位置则对压力和效率均有较大影响;而短叶片的安装角度则对风机的性能影响较小。     

高压比离心压气机气动特性研究

以HPCC离心压气机为研究对象对数值计算方法进行了校核,计算获得的压气机特性与实验结果吻合度较高。在此基础上,开展了单级压比高达9的离心压气机气动特性及内部复杂流场分析,揭示了主叶片与分流叶片合理布置对叶尖泄漏流动的有效抑制机制。     

长短叶片离心通风机的实验研究

本文采用一套特殊结构的叶轮模型,对长短叶片离心通风机叶轮进行了较系统的实验研究,分析了短叶片长度、周向位置和安装角度对风机性能的影响,得出了一些规律性的结论。本文的研究对工程设计具有直接参考意义,为长短叶片离心通风机的进一步深入研究打下了基础。     

分流叶片对超临界二氧化碳离心压缩机内部流动特性的影响

对带有分流叶片的超临界二氧化碳离心压缩机进行数值模拟,对比分析了分流叶片的长度系数L軈及周向分布系数准对压缩机内部流动特性的影响。研究表明:当长度系数L軈≥0.5时,分流叶片能够有效地抑制主叶片表面的流动分离,但当长度系数增大到0.7时分流叶片使得压缩机进口叶栅稠度增大,同时其前缘的两相流占据整个分流叶片吸力面流道,堵塞流量较原型机下降2.35%;分流叶片向主叶片吸力面偏移能够减弱低速流体团对流道的阻塞作用,改善分流叶片与主叶片吸力面之间的流动特性,拓宽压缩机稳定工作范围,周向系数准=0.6时叶轮运行特性优于原型机。     

叶片加工超差对高压压气机性能影响和敏感性分析

在航空发动机中,高压压气机叶片的加工超差难以避免,势必对压气机的气动性能造成影响。以某高压压气机后面级作为研究对象,采用数值模拟方法,对典型的高压压气机加工超差种类进行敏感性分析。首先,选取位置度、轮廓度及扭转度三种典型加工超差,采用高斯分布概率密度函数确定超差分布;其次,通过数值模拟,研究加工超差对高压压气机等熵效率、总压比等气动性能的影响规律,提取气动性能对各类超差的敏感性参数。研究结果表明,当叶型位置度变化时,气动性能基本都呈恶化趋势,其中动叶根部轴向位置度某种变化情况使得喘振裕度减少25%之多;轮廓度与扭转度的变化与高压压气机气动性能呈负线性的变化趋势;在这三种典型超差类型中,高压压气机气动性能对扭转度及轴向位置度超差的敏感性较大,周向位置度和轮廓度次之。     

含分流叶片的离心压缩机级的数值分析

对含分流叶片的离心压缩机级进行了三维数值试验.重点分析了叶轮、扩压器和蜗壳部件中的流动特征,另外,数值计算的结果表明:离心叶轮分流叶片的位置、扩压器宽度,以及蜗壳型式等方面的不同选择都会对压缩机的性能造成一定的影响.最后对数值计算的精度进行了分析说明.     

基于自由曲面变形技术的离心压气机叶片优化设计

为提高离心压气机叶片优化设计的效率、灵活性以及精细化程度,提出基于自由曲面变形技术的离心压气机叶片优化设计。利用自由曲面变形技术结合具有局部特性的B样条基函数,构建B样条基自由曲面变形技术方法,并结合多目标DNSGA遗传算法计算流体动力学对离心压气机叶片进行了额定工况、常用工况下的气动性能寻优设计。优化结果表明,优化设计可有效改善流场结构以及气动性能,利用较少的设计变量实现了离心压气机复杂曲面叶片高效灵活的精细化设计。     

扩压器叶片数对高负荷离心压气机性能影响研究

针对带楔形扩压器的高负荷离心压气机,借用数值计算手段对其进行研究,计算得知离心压气机特性与实验结果吻合度较好。在此基础上,深入研究不同径向楔形扩压器叶片数对离心压气机性能的影响,并详细分析其对扩压器内部复杂流动的影响,为楔形扩压器的设计提供技术贮备。     

分流叶片对小型高速离心风机性能影响的试验研究

为了研究分流叶片对小型高速离心风机性能的影响,设计了一个不带分流叶片的叶轮和两个带分流叶片的叶轮,其中一个叶轮分流叶片在两个大叶片的正中间,另一个叶轮分流叶片在两个大叶片周向位置的2/3处,靠近压力面方向。利用排气风室风机测试装置分别测试了三种叶轮的气动性能。试验结果表明:不带分流叶片的叶轮气动性能最好,压力系数高于带分流叶片的叶轮,分流叶片在中间位置时,压力系数最低,全压最高降低400 Pa;全叶片叶轮效率最高,而分流叶片在大叶片正中间时,效率最低,效率降低了6个百分点;三种形式的叶轮的噪声基本一样,噪声都高于90 d B,噪声很大。     

前倾角45°离心压气机叶轮设计探讨

一、前言前倾叶片和后掠叶片叶轮的离心压气机由于性能明显优干径向直叶片叶轮压气机而得到了人们的高度重视。过去前倾叶片、后掠叶片叶轮的前倾角在62°左右。近几年国外发展了前倾角45°或小于45°叶轮的离心压气机,引起了人们的兴趣。分析计算该叶轮的流场及其变化机理,提出叶片和叶轮的几何设计方法,可为这种叶轮压气机的设计研制提供条件。