离心压气机预旋及扩压器调节扩稳研究

以增压器无叶扩压离心压气机为研究基础,进行了压气机预旋导叶及扩压器设计,对单预旋、固定扩压器及预旋、扩压器耦合调节等不同情况下的离心压气机特性进行了数值分析,研究了进口预旋及扩压器可调的压气机扩稳特征。结果表明:压气机进口预旋在保持压气机最高效率特性基本不变的同时可以使压气机的流量范围拓宽16.7%,叶片式扩压器则可明显提高压气机最高效率约1.7%。在无叶扩压离心压气机的基础上,采用进口预旋和叶片式扩压器耦合调节控制的方法可在拓宽压气机喘振裕度的同时可使压气机工作效率提高约1.2%。     

十四级亚音速轴流压气机加级设计与整台调整试验

利用优良的母型压气机,以加级方法发展高性能压气机,是国内外广为采用的方法.本文详细介绍了一台十四级压气机的加级设计思想、设计计算方法及整台压气机的调整试验,给出了调整后的压气机试验特性曲线.试验证明,该压气机设计是成功的,压气机的各项技术指标符合设计要求.     

十四级亚音速轴流压气机加级设计与整台调整试验

利用优良的母型压气机,用加级方法发展高性能的压气机是国内外广为采用的方法。本文详细的介绍了一台十四级压气机的加级设计思想,设计计算方法及整台压气机的调整试验,并给出了调整后的压气机试验特性曲线。试验证明该压气机设计是成功的,压气机的全面技术指标符合设计要求。     

湿压缩压气机特性的研究

向压气机喷水可减少压气机压缩功。喷水后由于工质的性质发生改变,而使压气机特性发生变化。为了得到喷水后的压气机特性,采用近似相似理论对喷水后压气机特性进行仿真,得到喷水对压气机压比、流量等特性的影响。由于压气机特性通过近似模化得到湿压缩压气机特性,为湿压缩技术在燃气轮机、涡轮增压柴油机和涡轮增压汽油机的应用研究奠定了基础。     

压气机动态模型的建立及喘振过程分析

在SIMULINK环境中,建立了压气机动态数学模型。为了模拟压气机喘振和旋转失速现象,压气机特性图被延伸到负流量区域,还考虑到了气体通过压气机的延迟。模拟了压气机的喘振过程,并对压气机压力信号进行FFT变换,检测了压气机喘振。仿真结果表明:模型能预测压气机喘振过程中压力、流量和转速的振荡频率和振幅;压缩系统的转动惯量、稳压室容积等结构参数影响喘振特性;模型动态调节特性好,可用于压气机控制系统模型,具有广泛实用性。     

双离心压气机共用单一进气歧管致进口流场畸变的仿真分析

针对V型发动机的共用单一管路对置离心压气机进口流场畸变特性进行了研究,通过台架试验测试了初始压气机性能,完成了仿真模型的标定。在此基础上分析了压气机进口流场的变化特征,分析结果表明:共用单一管路对压气机特性影响明显,造成了两侧压气机堵塞流量的降低,在大流量工况区域效率明显下降,右侧压气机恶化程度要明显高于左侧。原因在于受安装位置空间限制,喉口处畸变扩展与进口周向畸变叠加效应使得右侧压气机在周向和叶高方向的畸变程度均高于左侧压气机。进口的畸变效应会一直持续至压气机叶轮内部,使压气机性能变差。     

高压比离心压气机设计及试验验证

单级离心压气机在中小型航空燃气涡轮发动机中得到了广泛的应用,为了探索高压比离心压气机设计技术,本文利用离心压气机设计系统完成了一台单级压比5.2的离心压气机设计,突破了跨音速离心叶轮、紧凑式扩压器设计关键技术,总结了高压比离心压气机设计方法,并在高速压气机试验台上完成了试验验证,结果表明,该离心压气机内流流动参数分布合理,各项性能完全满足设计指标要求。     

涡轮增压器压气机性能优化设计与研究

从叶轮、扩压器、叶轮与压壳间隙3个方面对压气机性能进行了优化设计、计算与试验研究,结果表明,径斜流式叶轮压气机较径流式叶轮压气机效率更高,弧形出口扩压器压气机较平行直面出口压气机压比和效率更高,减少压气机叶轮与压壳间隙可改善压气机性能,同时减小增压器叶轮与压壳间隙和涡轮与涡轮壳间隙,可以改善增压器与发动机的匹配性能。     

某压气机内部三维流场数值模拟研究

以某重型燃气轮机的整个压气机为研究对象,通过计算软件对该压气机内部三维流场进行设计工况下的数值模拟研究,获得的压气机特性计算结果与试验值吻合良好;并详细分析了该压气机内部流场结构,找出了该燃气轮机最大噪声位置及其形成原因,同时获得了两种压气机内部流场的控制方法,对于压气机设计具有指导意义.     

提高9FA燃机压气机可靠运行的措施

针对S109FA-SS燃气—蒸汽联合循环发电机组投运后发生的多起压气机故障及一级静叶断裂事故,分析了压气机的故障原因和工作机理,介绍了改进压气机进口可转导叶、优化可转导叶叶型、升级压气机软件包、改进0级动叶片、升级改造压气机等技术措施及实践经验,提高了压气机运行的可靠性;通过梳理定期水洗压气机在线用水清洗和离线喷射清洁剂注意事项和工艺流程,提高了压气机运行的经济性,同时指出要尽量减少机组的启停次数,尽可能地保持基本负荷连续运行,用以降低设备发生事故的风险。     

柴油机相继增压切换过程阀门耦合控制研究

为解决相继增压系统切换过程中压气机喘振和倒流问题,建立了GT-Power/Simulink相继增压系统耦合仿真计算模型,并对切换过程压气机动作延迟时间的影响规律进行研究。仿真结果表明:压气机延迟关闭可以避免压气机的喘振现象;压气机延迟开启可以避免压气机的倒流现象。合理的阀门控制策略可以使切换过程增压压力的波动减少9.3%～21.6%。     

压气机分层优化气动设计体系研究

基于压气机分层次气动优化设计思想,结合了优化算法、CFD(计算流体力学)技术与压气机气动设计程序,利用商业软件,建立了压气机气动优化设计平台,将气动优化设计思想融入到了压气机气动设计多个阶段,以实现压气机气动设计使性能最优化的目的.应用商业通用优化平台进行了轴流压气机一维、S2反问题气动优化设计,并采用NUMECA提供的全三维优化设计平台对压气机进行了全三维气动优化设计.计算结果表明:分层气动优化设计是提高压气机气动性能的有效手段,先进的优化算法在气动设计的各阶段都能够比传统设计手段更大限度地实现压气机性能的最优化.     

一种基于全三维数值计算的多级轴流压气机喘振边界预测方法

提出一种基于全三维数值计算的多级轴流压气机喘振边界预测方法。该方法采用了NUMECA和ANSYS/CFX两种不同的商业软件,在充分考虑压气机几何结构特征的基础上,根据压气机各级叶片排结构特点,建立了通用的压气机叶片排网格拓扑结构,并从各个方向对压气机叶片排网格节点进行控制来保证压气机叶片排各向网格节点一致。对不同负荷类型、不同结构型式的压气机特性进行了算例分析,并就流量、压比和效率等压气机特性参数进行对比研究。结果表明:该喘振边界预测方法对不同压气机具有较高的适用性,计算结果与试验结果也比较吻合。     

离心压气机不同结构方案的内部流场数值模拟与试验对比

针对离心压气机的传统设计,提出一种简化压气机设计的方法,该方法采用三维流场结合SLS快速成型样机的方法,在对不同结构方案的压气机输出流量、压力等参数进行数值模拟的基础上设计,制造了压气机样机,并进行了试验.使压气机具有结构简单,体积小,制造简单,可靠性高等优点.表明采用该方法设计可为以后增压器的压气机相关研究提供有益参考.     

浅析压气机进气道布置形式对进口压损的影响

以引进的M701F燃气轮机压气机进气道为例，通过CFD-ANSYS／FLORANT流体计算软件的计算结果，说明大型燃气轮机压气机进气道外形（即内部通道尺寸）及现场布置对压气机进口压力损失的影响。并对不同型式的压气机进气道外形及布置方式所引起的压气机进口压损计算结果进行了分析。     

小型离心压气机结构参数优化与流量特性的仿真分析

压气机的流量特性（图）是压气机使用的主要参考依据,但是目前仍主要依靠试验方法得到。笔者探讨利用稳态可压缩粘性流体微分方程和k-ε两方程紊流模型,采用有限体积法对离心压气机的工作状况进行三维仿真计算。对某型压气机,通过改变扩压器和k-ε蜗壳结构参数,得到优化模型。根据优化模型在每一转速不同出口静压工况下的计算结果,得到压气机的流量特性图。结果表明,CFD方法可以得到压气机的流量特性图,并且可以方便地分析压气机各部分的流动损失,是压气机设计及性能前期预测的一种有效方法。     

转速对跨声速轴流压气机的性能影响分析

为了研究跨声速压气机内部流动失稳对压气机性能的影响,对跨声速轴流压气机NASA转子37进行三维定常数值模拟,研究不同设计转速下跨声速轴流压气机稳定运行及内部流动失稳现象。研究发现：转速不变时近堵塞点的等熵效率高于近失速点;随着转速降低,压气机稳定运行范围变宽、效率增大及流动损失变小;压气机叶栅通道出现堵塞情况的叶高截面范围随着转速的降低而逐渐增大,这导致压气机叶片在近失速点处的流动失稳情况变严重。     

压气机特性方程

在一定的简化条件下!推导了表示轴流式压气机转速、流量与压比之间关系的特性方程。应用这些方程解释了一般压气机特性线的变化规律和特点,分析了各种因素对压气机特性的影响和多级压气机的级间影响,从总的概念上对压气机的特性作了清晰的解剖。     

离线水洗在线判断程序开发及最佳水洗周期研究

燃气轮机的压气机离线水洗GE没有给出固定的参考值,本文根据GE提供的功率修正曲线,综合压气机效率和多变指数,最佳水洗周期等计算公式,利用MATLAB软件,开发出一种可以在线综合判断压气机离线水洗的程序,能更好的对压气机脏污的状态进行判断,从多个方面给出压气机进行离线水洗的参考值。     

遗传算法在离心压气机叶轮结构优化中的应用

利用遗传算法对离心压气机叶轮的结构进行优化设计。通过叶轮三无了流动的准正交面法计算得到离心压气机叶轮的增压经,以离心压气机叶轮增压比作为遗传算法优化设计的目标函数进行计算,获得最佳的离心压气机叶轮的结构设计参数,分析计算结果和流动曲线,验证遗传算法在离心压气机叶轮结构优化中的可行性。