低压两级涡轮叶片修缘对涡轮效率影响研究

运用三维数值模拟技术,对一个多级轴流空气涡轮的低压两级原型4排叶片进行了数值计算和流场分析.然后分别对低压一、二级前缘和尾缘进行修缘的修缘叶片两级涡轮进行数值计算,并与原型叶片的计算结果进行比较,确定其对低压涡轮效率的影响.计算结果表明:采用修缘叶片的涡轮效率均小于原型叶片的效率,涡轮效率随着修缘量的增大逐渐降低.     

某型轴流涡轮喷嘴冲角特性研究

涡轮的流量特性和效率特性,对涡轮与柴油机的匹配有重要影响。文章中保持涡轮边界条件相同,改变轴流涡轮喷嘴的冲角,并采用三维数值模拟,对某型轴流涡轮喷嘴冲角特性进行了数值计算和流场分析。结果表明,发动机两个工况下,在-40°-50°冲角下,涡轮内气体流动稳定,流量收敛,在-40°-40°范围,涡轮流量值相差不到0.4%;两个工况下涡轮最高效率冲角约为-30°,增加或降低该冲角,涡轮效率逐渐下降,工况越低,效率变化越明显。     

轴流引风机进气箱不同配置的性能比较

对大型电站动叶可调轴流引风机进气箱内部三维流场进行了数值模拟,比较了进气箱几种不同配置时进气箱出口压力损失和速度分布,分析了内部流动损失的原因,计算结果为进气箱结构的优化设计提供了参考.通过与实验结果比较,计算结果验证了数值计算的精度.     

某R245fa工质多级轴流涡轮平衡气封计算分析

气封结构已广泛应用于透平机械中,其密封问题一直是行业研究的重点。本文针对某多级轴流涡轮平衡气封,提供了一种有限体积分析方法：使用CFD仿真软件对比了不同网格模型与试验测试结果的差异性。经过分析比较,D、E、G类网格计算结果与试验值契合程度高;B类网格计算误差最大,对于指导多级轴流涡轮平衡气封设计具有较为重要的意义。     

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。     

基于ANSYS的某涡喷发动机涡轮动频计算

动频是涡喷发动机涡轮设计计算的难点和关键之一。基于ANSYS软件,计算了某涡喷发动机的涡轮结构的动频及模态。计算结果满足该涡喷发动机的动力学设计要求,涡喷发动机启动后未发生共振,并且振动水平较小,表明该涡喷发动机涡轮动频计算的正确性。     

基于流固耦合仿真的小型轴流风扇优化设计

为了解决某初步设计的轴流吹风机出风口流量较小的问题,本文对轴流风扇了进行优化设计,最终将风扇叶片翼型由NACA4409翼型改为AH79-100C翼型,叶片安装角由30°增大为32.5°,设计叶片后弯角为8°。基于计算流体力学理论,建立了轴流吹风机流场和轴流风扇风道流场的数值计算模型,运用Fluent软件进行流场数值仿真。基于 ANSYS 软件的Workbench平台,利用流固耦合仿真分析方法对优化后的轴流风扇进行结构分析,校核了新风扇的强度。数值仿真结果表明：仿真结果与企业实验测试结果相符,优化后的轴流吹风机出口流量较优化前增加了10.59%,新风扇轴功率满足企业要求,强度也满足设计要求,总体达到了优化目标。     

基于涡轮增压器轴流涡轮在多场耦合作用下的力学分析

涡轮增压器在航空航天、船舶、汽车等工业已经大量的应用,其中涡轮是较为重要的构件,目前对涡轮强度的分析还较少。根据涡轮增压器研制要求,利用MSC.Nastran对该涡轮增压器轴流涡轮在最高结构转速及温度场耦合作用下涡轮的应力、位移情况,并且考虑涡轮前后不同进出温度温度对涡轮的影响。经过分析,涡轮及叶片在不同温度和最高转速作用下,并未发生屈服,满足力学安全性,为该涡轮增压器轴流涡轮的设计、制造提供参考。     

一种用于多级轴流压气机特性预估的损失和落后角模型

建立了一种可用于全转速范围内多级轴流压气机的损失和落后角计算模型,采用流线曲率法实现对多级轴流压气机特性预估。对已有试验数据的某型两级轴流压气机进行数值模拟,通过计算特性和试验特性对比,验证了该损失和落后角模型在压气机特性预估的有效性。     

车用涡轮增压器转子轴向力数值计算与分析

讨论了车用涡轮增压器转子轴向力传统理论计算方法和数值模拟计算方法,并针对小型车用汽油机涡轮增压器JP50Q建立了压气机和涡轮系统模型以及叶轮轮背间隙模型。进行了压气机端、涡轮端和叶轮轮背间隙的轴向力数值模拟计算,得到了增压器转子轴向力计算结果。通过分析不同设计工况下的计算结果,得到增压器转子轴向力随转速变化的一般规律。利用数值模拟计算结果,进行了JP50Q涡轮增压器止推轴承设计校核,为增压器止推轴承的设计和可靠性验证提供了理论计算依据。     

某轴流压缩机气动性能模拟及试验验证

采用SST湍流模型对某三级轴流压缩机内部流场进行模拟,获得该轴流压缩机的多变效率、压比、喘振裕度等气动性能参数。为了验证数值计算方法的准确性,对该轴流压缩机进行了性能试验。试验结果表明,该轴流压缩机采用的分析方法是准确的、可靠的,从而确保该轴流压缩机气动性能满足设计要求。     

系列化轴流涡轮的设计原理、方法与原件性能试验

本文介绍了我国第一涡轮增压器系列中CZ355型母型机研制的技术路线,系列化轴流涡轮的设计特点、原理与方法。并提供了涡轮级性能试验所得的部分结果。     

集流器对后置导叶式轴流通风机性能的影响

针对3种带有不同集流器的后置导叶式轴流通风机,采用商业软件NUMECA进行整机的数值模拟,计算了各自的性能曲线.对比、分析了集流器对轴流通风机性能的影响,研究了集流器与整机的匹配问题,为提高轴流通风机的性能提供了依据.     

气体涡轮流量计旋转部件内流场模拟与性能分析

为描述涡轮叶片螺旋角对仪表性能的影响,利用CFD计算软件,对安装叶片螺旋角为35°和45°涡轮的DN 150型气体涡轮流量计的内流场进行数值模拟,在此基础上预测流量计的始动流量和压力损失。最后,利用黄金分割法选取量程范围内的测量点,通过仪表负压检测平台得到仪表系数和压力损失。实验结果表涡轮叶片螺旋角对仪表性能参数的影响显著,CFD数值模拟能够较准确地描述仪表内流状态,实现仪表性能的预测,为叶片螺旋角的进一步优化选择提供可行方法。     

几种低粘度润滑介质下动静压轴承的性能分析

以火箭发动机涡轮泵为典型应用背景 ,研究空间工程低粘度非油润滑滑动轴承 ,运用数值方法计算、分析了多种润滑介质下动压、纯静压、动静压润滑性能 ,结果表明 :就承载能力而言 ,粘度相对较大时动压轴承较佳 ,粘度相对较小时动静压轴承较佳 ,但轴承的选型需综合考虑多项轴承性能及应用的特定要求。文中提供了轴承承载能力、流量、功耗等关键性能参数的计算结果和详细的对比分析 ,为深入研究火箭发动机涡轮泵滑动轴承的可行性提供了基础 ,对其他应用亦有参考意义     

大型动叶可调轴流通风机性能计算

采用流线曲率法，计算完全径向平衡方程，求出轴流通风机轴向间隙的气流分布。利用叶栅法计算风机的损失和气流角，得出了动叶可调轴流通风机的性能。采用两种方法预测该风机的失速流量，与试验结果一致。     

涡轮叶尖间隙损失模型的分析研究

这里基于CFD数值计算的结果,对5种工程上常用的涡轮叶尖间隙流动损失模型进行了全面的分析比较。数值结果表明,由于在建立模型时使用的实验数据的局限性,使得现有不同涡轮叶尖间隙损失模型之间的计算结果具有相当大的差异。对三种不同负荷大小的涡轮叶片预测结果及与CFD数值计算的结果对比说明,对于轻负荷涡轮叶片,目前所有损失模型预测结果是偏大的,而对于高负荷不考虑旋转因素的涡轮叶片,所有损失模型预测结果是偏小的,但对于考虑旋转因素的高负荷涡轮叶片,Ainley-Mathieson损失模型和Yaras损失模型的预测结果与数值计算结果比较接近。     

微型涡轮的旋转盘腔内流场二维与三维数值模拟的比较

用FLUENT软件对带有微型涡轮的旋转盘腔内部流场进行了二维和三维的数值模拟。在数值计算中应用标准K—epsilon双方程湍流模型，通过计算研究发现：二维和三维数值计算在低旋转雷诺数时趋于一致，随着旋转雷诺数增加三维效应增强计算结果差距增大。研究结果显示：涡轮内部螺栓和微型涡轮的不同处理方式是导致二者数值模拟差异的主要原因。     

低雷诺数涡轮性能计算研究

以某单级涡轮和某两级涡轮为研究对象,基于发展的子午面流线曲率法计算程序,采用四种含雷诺数效应的损失模型,对涡轮气动热力性能进行了数值模拟计算分析,对比分析了各种损失模型在基本假设、损失机理、损失预测、涡轮性能计算方面的差异.论文特别针对低雷诺数工作条件下航空燃气涡轮的性能进行了数值计算,分析研究了雷诺数变化情况下,涡轮性能变化的规律,比较了不同涡轮损失模型对低雷诺数涡轮性能计算的结果.分析结果表明,由于在基本原理和基本假设等方面的差异,不同损失模型的适用条件不同,预测结果差异也较大,在涡轮设计中应特别予以注意.     

低速轴流涡轮叶片层流分离流动的数值模拟方法比较

在低雷诺数进口条件下,低速涡轮叶片绕流可能存在大范围的层流流动、层流分离流动、边界层转捩和显著的径向二次流动,流动结构复杂,给精确的数值模拟提出挑战。本文对AIST低速轴流单级涡轮内部流动进行数值模拟,其中静叶通道分别采用全层流模型、全湍流模型、AbuGhannamShaw(AGS)转捩模型和分离涡模拟(DES)方法,动叶通道求解RANS方程,湍流模型为Spalrat-Allmaras一方程模型。与实验结果对比显示,层流模型准确地捕捉到了静叶叶片吸力面层流分离的分离位置。三维流动结构分析显示,在很低的雷诺数条件下,静叶吸力面层流分离流产生很大的径向运动,没有再附于叶片表面,被卷入叶片根部的通道涡中。