涡轮叶栅叶型的数字化设计

分析了叶栅内部流场理想分布点的情况，根据流场内速度变化特点，找出其速度和流道通道宽度变化规律，将涡轮叶栅的几何特征离散为一系列的点。突破了传统的作图法和解析法中线型选择的盲目性，减少了以往设计、台架实验，修改，再实验的次数，节约了大量的人力物力。     

正/反弯曲对高负荷压气机叶栅流场影响机理

弯曲叶片是改善压气机近端壁流动的有效技术手段之一。为探索叶片弯曲对高负荷压气机叶栅流场的影响机理,在初始高负荷直列叶栅的基础上,设计了不同正/反弯曲水平的叶栅,并采用数值模拟方法对系列叶栅进行研究。研究发现:叶片正弯曲形成了中间静压低、两端静压高的"C"形静压分布,可有效改善压气机叶栅近端壁流场,显著抑制角区分离,使得端壁区域扩压能力提高;正弯曲可增大叶展中部区域负荷,恶化叶中流场,增大流动分离;叶片反弯曲形成了中间静压高、两端静压低的反"C"形静压分布,可显著恶化近端壁区流场,角区分离区增大,端壁区域扩压能力降低,叶中流场有所改善。     

叶片正弯曲对涡轮静叶栅流场影响的试验研究

对一典型涡轮静叶型开展了叶片正弯曲对涡轮叶栅流场性能影响的试验研究。测量了直叶栅和 +10°、+2 0°、+30°弯曲叶片叶栅出口流场。结果表明 ,对该叶型叶栅 ,随着叶片正弯曲角的增加 ,通道涡一直位于叶栅端壁附近 ,其强度变化很小 ,但叶栅出口尾缘涡明显增强 ,并向叶栅中部扩展 ;同时 ,随着叶片正弯曲角的增加 ,叶栅端部总损失变化不大 ,但叶栅中部总损失迅速增加 ,导致叶栅总损失随叶片正弯曲角的增加而增大 ,直叶片叶栅总损失最小     

低展弦比涡轮静叶栅叶片正弯曲作用的试验研究

对弯曲叶片研究中代表性的HIT涡轮静叶型重新开展了叶片弯曲对低展弦比涡轮静叶栅流场影响的试验研 究。测量了直叶片叶栅、+10°、+20°和+30°弯曲叶片叶栅的进、出口流场,分析了叶片弯曲对叶栅出口二次流、 总压损失和气流角的影响。结果表明:对该叶型叶栅,叶片正弯曲既不能大幅度降低叶栅二次流损失,也不能改 善叶栅出口气流角沿叶高的分布:叶栅出口二次流动、尾缘涡及壁角涡随叶片正弯曲角的增大而增强,而通道涡 强度和位置变化不大;该研究结果同以往有关文献的研究结果完全不同。     

叶片反弯曲对涡轮静叶栅流场影响的试验研究

对一典型涡轮静叶型开展了叶片反弯曲对涡轮静叶栅流场性能影响的试验研究。测量了直叶片叶栅和-10°、-20°弯曲叶片叶栅出口流场。结果表明,对该叶型叶栅,随着叶片反弯曲角的增加,叶栅出口通道涡的强度和尺度稍有增大,但位置变化不太明显,尾缘涡有所减弱,叶栅中部和端部横向二次流均增强;随着叶片反弯曲角的增加,叶栅中部损失变化不大,而端部附近损失明显增大,使叶栅总损失增大,直叶栅总损失最小。     

附面层抽吸孔对扇形扩压叶栅分离流动控制效果研究

为探究附面层抽吸对跨声速扇形扩压叶栅分离流动控制、气动性能和流场结构的影响,本文基于CFX数值模拟方法对扇形扩压叶栅进行端壁孔抽吸方案研究,并分析叶栅抽吸效果随抽吸流量的变化规律.抽吸位置分布在上下端壁近吸力面端壁处,将弦长四等分为四个不同方案.对比原型及各抽吸孔方案可以得到,当抽吸流量为原型叶栅进口质量流量的0.7％...     

平面叶栅涡轮的CFD建模问题及解决方法

针对FLUENT的前处理软件GAMBIT,研究了平面叶栅涡轮的CFD建模方法.通过分析常规建模可能存在的缺陷和不能生成所需模型的原因,提出了平面叶栅建模的正确步骤.实践表明,该方法是可行的,并能够提高计算模型的精度,从而为涡轮机械的内流场建模问题提供解决途径.     

大膨胀比局部进气涡轮叶栅流场数值模拟研究

为探究局部进气对涡轮叶栅内部流场的影响机理,本文针对某大膨胀比涡轮叶栅,采用数值模拟方法,对局部进气条件下涡轮叶栅内部流场开展了详细的研究与分析,并研究了不同的出口马赫数与来流攻角下局部进气涡轮叶栅内部流动规律和机理.结果表明:局部进气导致涡轮叶栅中马赫数分布发生变化,在涡轮叶栅进口出现高马赫数区域和弓形激波,进口气流...     

跨音速涡轮叶栅数值计算方法研究与试验验证

以某跨音速涡轮叶栅为对象,研究计算流体动力学数值计算方法,应用CFD软件ANSYS CFX,分析不同网格量和不同湍流模型对数值计算结果的影响,得到最理想且最吻合试验结果的数值计算方法,并与试验结果进行对比分析。结果表明,考虑权衡数值计算结果与试验值吻合度和所耗时间的均衡性,三维网格的S1流面网格量为1万最为合适,SST湍流模型的模拟结果最为理想。     

具有流体速度分布修正性能的双涡轮质量流量计的结构与理论分析

阐述了一种具有旋转流修正性能双涡轮质量流量测量方法,包括传感器基本结构、动量矩理论模型及实现方法。在传统的动量矩理论模型的基础上,提出了不稳定流态下的第二涡轮修正方法,实验表明样机在1∶10量程内重复性误差在0.2%以内。     

透平叶栅自动气动优化设计方法

为提高叶栅的气动性能,提出基于能量法的叶栅自动设计参数化方法,结合自适应差分进化算法和Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS)方程求解技术,提出适用于透平叶栅气动优化设计的自动气动优化算法。以总压恢复系数最高为目标函数,在满足流量和出口气流角约束条件下,利用提出的气动优化算法对一小展弦比后加载叶栅进行了自动气动优化设计。优化后,叶栅的总压恢复系数提高了0.7%,叶栅的气动性能明显提高。优化结果表明该算法具有良好的优化性能和应用前景。     

叶尖小翼调控压气机叶栅间隙流场结构的试验研究*

在低速条件下,对叶尖不同位置安装小翼的压气机叶栅流场进行试验研究。通过端壁静压孔对上端壁流场进行测量,叶栅出口流场利用五孔气动探针测量,细致分析不同安装方式叶尖小翼对压气机叶栅叶尖端区流场结构、气动损失和通流能力的影响。结果表明,不同安装方式的叶尖小翼对压气机叶栅间隙流场影响不同。与无叶尖小翼的常规叶栅相比,吸力面小翼使得叶栅损失降低的同时带来了流动堵塞的降低,压力面小翼使得叶栅损失和流动堵塞同时增加,组合小翼在降低叶栅损失的同时有效降低了叶栅的流动堵塞,改善了叶栅的通流能力。通过与常规叶栅叶尖区域流场结构的详细对比分析,对不同安装方式的叶尖小翼的影响机理做出解释。     

涡轮流量传感器在旋转来流中的特性研究

本文对涡轮流量传感器在旋转来流中的特性进行了理论和实验研究。利用涡轮流量传感器的数学模型,给出了涡轮转速、仪表常数与来流旋转角之间的理论关系式。计算了来流旋转强度及上游直管段长度变化时,仪表常数的变化情况。设计了能获得不同来流旋转强度的旋转发生器,并获得了大量的实验数据。实验结果与理论计算值在较大的流量范围内甚为吻合。     

涡轮叶片电解加工的流场仿真分析

涡轮叶片是航空发动机中的重要零件,主要加工方式是电解加工。基于电解加工流场理论,建立涡轮叶片的三维模型和电解加工的流场模型。应用COMSOL Multiphysics软件对涡轮叶片电解加工进行流场仿真分析,研究流场的分布及特性,分析不同加工间隙和不同电解液压力对流场的影响。通过分析,得出涡轮叶片电解加工时加工间隙、电解液压力与流场流速之间的关系。     

压气机平面叶栅内流场PIV试验研究

应用PIV内流测试技术对某高亚音速叶栅速度场进行了测量,得到了叶栅内流通道的流场结构。试验得到了多种来流工况下试验叶栅槽道50%叶高处的速度流场结构图像,对试验数据的初步分析可以看出试验结果符合所测工况下的流动规律。通过对实验方案的改进,应用PIV测试技术测量了平面叶栅附面层流场,捕捉到了叶片吸力面尾缘附面层分离随来流工况变化,。结果表明:PIV测量结果可以为验证数值模拟叶栅通道流场提供可靠的数据,并为叶栅设计的改进优化提供指导和依据。     

磁轴承涡轮流量传感器的探讨

对不同结构的磁轴承涡轮流量传感器进行了比较综合,发现采用被动磁轴承结合机械约束,实现传感器内部可动部件叶轮的部分悬浮,是减小轴与轴承之间机械摩擦阻力、降低轴和轴承的磨损,从而提高传感器的灵敏度,增加传感器使用寿命的一条思路。提出了采用两个轴向磁化的径向磁轴承结合两个球头轴尖支撑的涡轮流量传感器结构,并进行了理论分析和参数计算。对研制磁轴承涡轮流量传感器过程中遇到的问题,进行了初步探讨。     

电火花加工涡轮片打孔夹具的工艺研究

针对电火花小孔夹具的制造精度高、加工难度大情况,着重从零件的加工工艺进行分析研究,并反复改进,从而保证夹具合格。