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.     

燃气轮机压气机改型设计研究

本文以某燃气轮机压气机为母型机,进行了压气机的改型设计。改型设计主要是依据相似理论来进行计算的,其中某些重要参数的选取,决定了设计的成功与否。基于气动设计的要求以及母型机的特点,采用了跨音叶片应用于改型设计中。在一维中截面、S2流面以及整机三维数值模拟结果分析的基础上,通过多次修正,最终获得了满足气动设计要求的高效压气机改型设计。同时,通过分析改型机组跨音级的气动参数,验证了选取的跨音叶片的可靠性和实用性。     

9-19离心风机“在役再制造”的CFD数值计算和试验研究

在保证机壳和进出口连接尺寸不变前提下,对9-19系列No.5.6离心风机叶轮进行改型,使用CFD数值计算软件Fluent分别对原模型和改型后模型进行整机全流场三维数值模拟,通过"模拟-改进-模拟"的过程,得到最优模型,使整机在设计工况点性能不变的前提下,内效率提高5%。对原型和优化叶轮制造样机,进行对比试验,验证数值计算的正确性。最终完成9-19系列风机"在役再制造"的优化改型。     

仿鸮翼叶片对轴流风机气动噪声特性的影响研究

基于逆向工程技术提取长耳鸮翅膀沿展向40%位置处的截面型线进行仿生翼型叶片重构,按照型线厚度分布规则应用于轴流风机叶片的改型设计中。由于轴流风机叶片的弯掠变化对风机气动性能有较大的影响,本文以原型风机的中弧线分布为依据,采用鸮翼的厚度分布进行轴流风机叶片的仿生设计。采用大涡模拟方法结合声类比FW-H方程的求解,对轴流风机的气动性能和噪声进行了数值模拟计算,并与原型风机性能进行比较,揭示了仿生叶片对轴流风机气动性能和噪声的影响。研究结果表明:仿生翼型既能保证轴流风机的气动性能,又能在一定程度上降低轴流风机的气动噪声。仿鸮翼叶片特殊的厚度分布有效降低了叶片表面的非定常压力作用和叶片表面的声压脉动强度。从获得的轴流风机的气动噪声频谱图可以看出:采用仿鸮翼叶片能够降低轴流风机中低频区域的宽频段噪声和离散噪声。     

高轮毂比离心压气机改型设计及分析

以某高轮毂比离心压气机为研究对象,在给定的轴向尺寸限定下,进行离心压气机改型设计,提出了离心叶轮和径向扩压器子午流道倾斜的设计方法以提高离心压气机性能,并借助数值模拟手段,揭示了该设计方法提高高轮毂比离心压气机性能的机理,可为高轮毂比离心压气机改型气动设计提供借鉴。     

正弯静叶对某多级压气机变工况特性的影响研究

对某13级轴流压气机的内部流场进行了全三维数值模拟数值分析。针对原型压气机变工况运行时静叶吸力面角区位置流动分离较为严重的情况,进行正弯优化设计,探讨正弯叶片的引入在全工况范围内对压气机前三级的流动特性带来的影响,并重点分析改型前后近喘振点的流场特征。结果表明,适当的弯叶片可以抑制角区闭式分离的发生和发展,从而恢复角区的扩压能力,并获得整个流场的改善,最终提高压气机的压比、效率和喘振裕度,同时级间匹配良好,变工况性能明显优于原型。     

对旋式轴流风机全角度整机数值模拟及试验验证

通过对对旋式轴流风机采用不同的湍流模型进行多角度和多工况点整机数值模拟,并对比试制样机试验数据,探索湍流模型的规律性,为对旋式轴流风机全角度整机数值模拟下湍流模型的合理选择,提供了一定的依据;通过全角度整机数值模拟,有效地验证了全角度下风机的气动性能特性和设计工况点的合理性,并对I、II级叶轮叶片安装角进行正交数值模拟试验,筛选出I、II级叶轮叶片最佳匹配角度,通过进一步分析最佳匹配角度的气动性能,探索了两级叶轮功率最佳匹配关系。     

某型离心压缩机叶轮优化设计

针对某型离心压缩机实施改进结构和气动设计,并对其进行数值模拟。采用有限元方法对叶轮进行静力学计算和长寿命疲劳计算,计算出叶轮各部分的应变值和疲劳寿命,分析了叶轮可能出现的问题,并在此基础上对叶轮进行结构和气动优化设计。计算结果表明:改型离心叶轮达到了性能指标要求,可为类似的离心压缩机改型气动设计提供借鉴。     

掠叶型对小型轴流风扇性能的影响研究

利用Fluent软件对某小型轴流风扇及其前掠10°和后掠10°改型风扇的三维流场进行了数值模拟,研究动叶轮的掠型对风扇性能的影响.数值分析表明前掠叶片增大了风扇的流量,降低了流动损失;后掠叶片风扇降低了气动性能,不仅使风扇的做功能力减少,而且大大增加了流动损失.     

轴流排汽缸气动性能数值研究与改型优化

为减小轴流排汽缸内部损失,提高排汽缸的气动性能,以杭州汽轮机股份有限公司新开发的轴流排汽缸为研究对象,考虑末级动叶出口径向速度不均匀性对排汽缸的影响,联合末两级整圈低压级组和排缸进行了数值计算。分析了轴流排汽缸内部流动特点,并根据流场对其进行了改型优化。计算结果表明,轴流排汽缸与低压级叶片之间存在相互作用,排汽缸后部出现两个旋流方向相反的涡,并随着气流向下游扩展;通过对轴流排汽缸结构改型,静压恢复系数提高了40.7%,总压损失系数减少了31.4%。通过优化通油管道的截面形状,使静压恢复系数提高了0.13%,总压损失系数减少了2.2%,改善了排汽缸内部流动,显著提高了轴流排汽缸的气动性能。