弯曲叶片涡轮叶栅二次流损失计算经验模型

根据倾斜、复合弯曲平面叶栅的实验数据的分析,提出了一个适用于弯扭气动成型设计的涡轮叶栅的二次流损失计算模型,此模型反映了叶片倾角、展弦比、叶栅稠度等诸因素对二次流损失大小以及分布规律的影响。用此模型预估了直、弯两种叶片形式下的一小展弦比燃气涡轮导向器的损失值,模型计算值同试验测试结果吻合得很好。     

正弯叶片降低叶栅内部损失的数值模拟

计算了直叶片及正弯叶片流场,计算结果表明叶片正弯曲在流道内,尤其是吸力面表面建立起“Ｃ”型静压分布,抑制了径向二次流动;而横向压力梯度的减弱将有利于减少横向流动损失。通过对涡量等值线的分析表明,正弯叶片栅中的马蹄涡及通道涡的尺度及强度均较直叶片中的小,而由能量损失系数分布图可知,采用正弯叶片可以降低叶栅内部流场中的能量损失。     

叶轮机械中减小二次流损失有效技术研究

通过分析计算论证了３种有效减小二次流损失的措施。     

汽轮机叶片流道二次流控制和弯扭叶片设计

论述了以可控涡设计，弯扭叶片成型等技术对叶片通道二次流进行控制的机理、实际运用和效果。     

正倾斜叶片压气机叶栅二次流的数值研究

应用Beam-Warming近似隐式因子分解格式以及MML代数湍流模型,采用拟压缩性方法求解雷诺平均拟压缩N－S方程组,对正倾斜叶片压气机叶栅内三维粘性流场进行了数值研究,并与直叶栅进行了对照。结果发现,正倾斜叶栅中上、下通道涡的发生、发展过程与直叶栅存在明显的差异,这导致正倾斜侧二次流减弱,负倾斜侧二次流高损失区扩大,流动状况恶化,叶栅顶部区域的附面层分离发展成一个向叶栅中部扩展的更大的区域。计算与实验结果比较,两者吻合较好。     

扭叶片正弯对叶栅通道内二次流动影响的数值分析

以某汽轮机高压级动叶为研究对象,采用κ-ωSST模型、SIMPLEC算法数值模拟了正弯扭叶片叶顶间隙泄漏涡的形成和发展过程及其对叶栅通道二次流的影响。结果表明:相对于常规扭叶片,汽流在正弯扭叶片吸力面附近形成的泄漏涡的影响范围和对通道主流的扰动变小,且叶顶间隙的增加削弱了正弯扭叶片吸力面的"C"型压力梯度,使得叶片两端部附面层厚度增加,造成了叶片端部损失的增大。     

新型大功率汽轮机中压马刀型叶片的技术开发

采用先进CFD技术,在原有可控涡叶片基础上,通过优化叶片的径向积叠规律,开发了新型大功率汽轮机的中压马刀型叶片。应用该叶片能使叶栅通道端部产生逆压力梯度,减少二次流损失,提高中压缸的流动效率,降低整机热耗。该叶片的应用具有较大的经济效益。     

减少低压涡轮二次流损失的方法

《ASME Journel of Turbomachinery》2011年1月刊叙述了利用轮廓成形端壁的好处,以及减少低压涡轮二次流损失的一种新流动机理。近年来,广泛应用轮廓成形端壁,更深入地了解了主流二次流减少的物理现象。基于此,重新设计了低压涡轮典型的实心薄叶型直列叶栅端壁的几何形状。提供了试验数据,证明这个     

端壁射流对高压涡轮二次流损失影响研究

为了研究端壁射流对端区二次流动的控制效果及作用机理,以GE-E3高压涡轮为研究对象,采用数值模拟的方法,在涡轮进口总温为711 K、总压为345 951 Pa、出口静压为89 177 Pa和动叶转速为8 279 r/min的条件下,分析射流位置、角度及射流比等参数对控制效果的影响.结果表明:端壁射流能够有效组织涡轮内部...     

弯叶片对二次水滴运动特性及水蚀的影响

为探索减轻工业汽轮机末级叶片水蚀的主动控制措施,从气液两相流动的运动特性出发,研究了水滴在级环境下的运动特性与二次水滴侵蚀问题.通过比较静叶不同弯曲设计对二次水滴的影响,得到了弯叶片影响静叶表面水滴运动特性的机理,提出以弯叶片控制二次水滴撞击范围与强度的方法.结果表明:静叶反弯能够减小二次水滴在叶展中部的速度,这一作用对二次水滴在静叶表面的运动也适用;静叶反弯能够增大二次水滴在叶片两端的速度,有利于二次水滴顺利通过动叶栅通道,减少二次水滴对动叶的撞击;静叶反弯通过改变二次水滴速度分布,大幅降低了动叶顶部吸力侧的水蚀程度,静叶反弯25°可使动叶高侵蚀率区域面积减小90%以上.     

国产300MW汽轮机高中压缸马刀型静叶开发

介绍了马刀型静叶的开发，采用这种叶片可以在很部产生逆压力梯度，从而减少了二次流损失，提高了叶片的气动效率。该机组已在洛河电厂实施，运行结果表明，各项指标都达到了设计目标。     

带大小叶片楔形扩压器设计及流场分析

设计了两套双圆弧中线的叶片,并在此叶片基础上设计了11个大叶片＋11个小叶片的楔形扩压器.运用通用CFD软件FineTM/Turbo对其进行了流场分析.通过两扩压器的性能比较,初步确定了备用方案,进一步的优化设计对入选方案作了改进以满足微型燃气轮机总体设计要求.同时比较了大小叶片设计方案与全为大叶片方案的性能,发现采用大小叶片可提高静压恢复系数,降低空气动力损失.     

1米级弯扭叶片全三元N—S粘性流场的数值求解

目的是讨论弯扭叶片在大功率汽轮机低压缸末级的工程应用工程。弯扭叶片的通流设计采用全三元设计系统进行。通过对１ｍ级叶片的气动分析,表明弯扭成型可以有效地调整等压线的分布形状,同时也应注意不同弯曲度所带来的负面效应,在设计中优化选取适当的弯曲度。     

透平弯扭导叶在部分负荷下气动性能的研究

应用数值计算的方法，研究透平导叶弯扭联合方案在部分负荷下，叶栅内的流动性能。计算方法基于时均N—S方程，湍流模型为Baldwin—Lomax模型。结果包括总压损失系数、出口气流角等参数在流场中的分布。结果表明，弯扭导叶在部分负荷工况下运行时，流动性能稳定，同样能改善整个流场结构。     

高压涡轮动叶前缘新型几何特征对流场结构影响研究

本文提出一种前缘前伸内凹且根部叶片略厚的新型动叶片设计方法,旨在通过这种新型叶片控制前缘马蹄涡的生成和发展,通过根部叶片较厚到中间区域叶片厚度略低的三维设计和积叠方法,实现动叶片的弯叶片效果。论文以某高压涡轮叶片为研究对象,从能量损失系数、型面压力分布、旋涡沿流向变化对比分析了新型叶片与原型叶片对流场结构的影响。研究表明叶型前缘新的几何特征使马蹄涡得到控制,流场内流动得到改善。     

Bezier函数型弯叶片及其在带遮风罩垂直轴风力机中的应用

引入X弯度与Y弯度2个参数,提出了一种基于Bezier函数思想的叶型几何参数设计方法,通过分析传统垂直轴风力机效率低的原因,在此基础上提出了一种带有遮风罩的垂直轴风力机,并将基于Bezier函数生成的弯叶片应用于该风力机中.通过CFD数值模拟方法,研究了该风力机的气动特性,以及各种叶片的弯曲形式对其气动性能的影响.结果表明:遮风罩可以有效降低因来流对动叶轮吸力面的直接冲击而造成的阻力扭矩,风力机平均扭矩可提高107%;叶片的弯曲程度是由X弯度和Y弯度共同作用的结果,当X弯度与Y弯度在一定范围内具有局部最优值时,所形成叶片的垂直轴风力机的气动性能最佳,与普通半圆形叶片相比,风力机总扭转矩提高了33.8%.     

分流叶片长度和周向位置对氦氙离心压气机性能的影响

为了研究分流叶片对氦氙混合工质离心压气机性能的影响规律,通过数值模拟计算的方法开展了不同分流叶片长度和周向位置的氦氙混合工质离心压气机的流场和特性研究,给出了分流叶片长度和周向位置的最佳设计方案.研究结果表明:分流叶片的长度和周向位置对压气机的性能影响显著,过短的分流叶片不能起到改善流场的作用,过长的分流叶片会造成较大...     

自然样条型弯叶片生成方法及其在冷却风扇中的应用

提出了一种基于自然样条思想的弯叶片生成方法,推导了其积迭线的解析表达式.通过控制"弯度"参数可获得不同角度的弯叶片.将该弯叶片生成方法运用于某型冷却风扇,通过数值模拟研究了叶片各种弯曲形式对风扇气动性能的影响.结果表明:叶片前弯能有效抑制叶顶旋涡,降低叶顶区域的能量损失,扩大叶轮稳定工况范围;圆弧型弯叶片的风压略大于自然样条型弯叶片,但后者对降低叶顶区域能量损失更具明显优势.