后置蜗壳斜流叶轮内部射流-尾迹数值研究

采用商业软件Numeca的Fine／Turbo模块,对包含斜流叶轮、蜗壳-体的斜流风机进行整机计算,并在与已有试验数据进行了较好吻合的基础上,对其内部流场进行详细的数值分析,证实斜流叶轮内部也存在离心式叶轮中古典的射流-尾迹结构。研究结果表明：由于蜗壳高度非对称性,使各叶轮内部射流-尾迹结构也完全不同。进一步研究表明,造成这一现象的根本原因在于非对称蜗壳的存在改变了叶轮顶部的叶顶泄漏流动。     

低转速离心叶轮自循环机匣处理扩稳机理研究

为了探索自循环机匣处理扩稳机理,利用全三维数值模拟方法对应用机匣处理的LSCC(低速离心叶轮)进行了详细研究.结果表明:自循环机匣处理能有效的延迟失速的发生并在近失速区域略微提高压气机的效率以及总压比.该机匣处理能有效地减小叶顶载荷,从而降低泄漏流相对速度,抑制间隙泄漏涡在叶顶通道内的发展以减小低速气流在流道内的阻塞,提高转子通道的通流能力,从而达到扩大稳定工作范围的目的,综合稳定裕度改进量为12.57％.     

后置处理算法研究及通用后置处理的实验途径

东汽叶片型线一般使用4轴或5轴数控机床加工，由于多轴数控加工程序编制由手工完成非常困难，所以一般需添置专业加工软件解决，由于专业加工软件费用较高，并且加工所需模型建模方式不统一，有时不能直接利用设计的三维模型，常常需二次建模，正是着眼于此，采用通用CAM软件如Pro/e，对其后置处理模块进行二次开发，研究4轴加工算法、54轴加工算法，先后开发出飞镖810数控机床、北京机电研究所4轴数控铣床、川长征7184轴数控铣床、LIECHT1800、RIGID151、251等机床的后置处理器，为工厂节约了大量软件投资费用。     

多工况条件下斜流泵叶轮的强度分析

本研究通过选取0.4Q_d、0.6Q_d、0.8Q_d、1.0Q_d、1.2Q_d、1.4Q_d、1.6Q_d七个不同流量工况点,分别对斜流泵内部流场进行CFD(计算流体力学)仿真分析,结果显示叶轮承受的总压沿径向呈梯度分布,在叶轮进口处压力较小,出口处压力较大。通过流固耦合方法进行叶轮强度的数值计算,分析结果显示:不同流量工况下,叶轮变形量沿径向呈梯度增加,其最大变形量位于叶轮前盖板出口边缘,且等效应力集中点均主要集中于叶轮进口叶片与后盖板连接处。研究结果可为斜流泵叶轮结构设计和强度优化提供参考。     

斜流工况下喷水推进器叶轮空化特性的数值研究

针对喷水推进器斜流工况时叶轮内部的空化问题,采用SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型,对不同斜流角下的喷水推进器流场特性进行了数值模拟,获得了斜流角对喷水推进器水力性能、叶片表面空泡分布以及叶顶间隙区空化分布等方面的影响特性。结果表明：斜流角〖JP2〗从0°逐渐增大至40°时,推进泵的质量流量、扬程增加,效率则递减,约减小了3%;随着斜流角增大,依次影响多个叶片表面的空化分布,叶片表面空化区域从吸力面进口边向出口处不断发展;叶顶尖隙内的泄漏流、叶顶泄漏涡及卷吸区的空化范围随斜流角的增大不断扩展,并发生相互干涉和混合,最后叶顶区空化趋于稳定状态;随着斜流角的增大,叶顶进口附近处的空化和涡量分布发展规律具有相似性。     

基于通用软件叶片专用动态速度后置处理技术研究

对采用通用软件进行复杂曲面多轴联动加工时,如何开发专用的后置处理技术进行了探讨。通过对通用软件的刀位文件进行分析,以某典型叶片零件为例,运用VB6.0阐述了开发动态速度的专用后置处理技术的原理以及实现的方法。     

斜流水泵三元流高效节能转子的优化设计分析

由于设备选型不合理、运行不当、气蚀等原因,导致泵类流体机械的运行效率偏低.基于转子叶轮的三元流理论,对某大型斜流水泵转子叶轮和导叶体的通流部分进行CFD数值模拟,分析速度场和流线,重新设计水力模型,优化流场.研究结果表明,通过对转子叶轮和导叶体的通流部分改造,可以有效提高水泵的效率和对工况的适应性,降低水泵的电耗,为同...     

机匣处理对子午加速轴流风机扩稳的机理研究

为揭示叶顶间隙泄漏流动的演变趋势以及前置凸台机匣处理对风机的扩稳机理,采用CFD方法对风机内部流场进行了数值计算,获得了叶顶间隙泄漏流与风机非稳定工作状态的关联及前置凸台机匣处理通过控制主流和叶顶泄漏流,提高风机稳定工作范围的机理。结果表明:随着流量的减小,叶顶间隙泄漏流与主流的交界面不断向上游移动,叶顶间隙泄漏流在叶顶通道内造成的流动堵塞不断扩大,最终导致该风机进入非稳定状态;在小流量时前置凸台机匣处理通过对主流阻挡使部分叶顶泄漏流绕过叶片前缘在相邻流道内往下游流动,减小下游的阻塞区域,从而对风机内部的流动起到一定的稳定作用。     

机匣处理结构离心压气机喘振裕度提高试验研究

以新建自动控制涡轮增压器试验台架为研究平台,以某新开发高压比离心压气机为原型,开展扩稳试验研究与分析。研究结果表明:消音挡板结构对压比≥3.5工况具有一定的扩稳效果,最大可使喘振流量减小6.4%,流量范围拓宽2个百分点;正向导叶结构在增压压比为2.0~4.5时具有一定的扩稳效果,可使喘振流量减小3.0%~6.6%;机匣处理导叶结构引起压气机效率降低,最大降低幅度为3个百分点;蜗壳A/R值减小,具有一定的扩稳作用,可使压气机压比≤4.5时的喘振流量减小,尤其是最高压比1.5~3.5工况,A/R值减小17%,喘振流量可减少10%以上;TRIM减小对压比≥2.5工况具有一定的扩稳效果,可使喘振流量减小,转速越高减小幅度越大,TRIM值由52减至48时,喘振流量最大减小12%,流量范围最高可拓宽4%。     

进气回流机匣处理离心压气机的扩稳机理

车用增压器的离心压气机在高转速下,往往暴露出流量过窄的问题.通过数值分析,对实壁机匣离心压气机模型高转速下的失速机理进行了研究,结果发现,转速下叶顶区域的流动变为跨音速流动,小流量下槽道激波前移至分流叶片之前,由于采用了长短叶片导致该处叶片稠度较小,间隙泄漏气流跨过激波后扰动迅速扩大,并诱发大量低能流体的堆积,促使压气机过早失稳.同时,对具有扩稳能力的进气回流机匣处理模型也进行了数值模拟,并与试验数据进行了对比验证,结果表明,布置在激波过后的回流槽能有效带走堆积在导风轮尾部附近的低能流体,减少了泄漏二次流对主流的扰动程度,使得气流以较小的攻角流过短叶片前缘,大大改善了叶轮内部流场.     

自循环机匣处理对某型柴油机增压器压气机的稳定工况范围及性能影响研究

针对某型柴油机增压器压气机,基于整级全通道数值模拟和正交试验设计方法,研究了自循环机匣处理实现高亚声速压气机扩稳增效的潜力。结果表明：自循环机匣能够在提高设计点气动性能的前提下推迟失稳,但会牺牲堵塞流量。压气机的失稳和堵塞流量分别与叶片前缘及叶片扩压器中的堵塞程度相关。小流量侧自循环机匣通过抽吸叶轮叶顶附近低能流体,缓解堵塞,推迟失稳。但在大流量侧自循环机匣的喷射效应会增大扩压器进口攻角,加剧扩压器叶片流动分离,减小堵塞流量。抽吸效应与喷射效应强度均取决于抽吸槽的位置和宽度,压气机稳定性和堵塞流量与抽吸槽参数的变化基本呈负相关。自循环机匣对气动性能的影响包含两方面：在抽吸槽前,经回流槽流出的流体与主流的掺混及其产生的进口畸变将带来额外的效率和压比损失,适当减小回流槽角度可以降低该损失;在抽吸槽下游,得益于抽吸效应对叶顶流动状态的改善,压气机抽吸槽附近及下游高熵区减小,做功能力增强,气动损失大幅降低。在上述两方面共同影响下,压气机设计点气动性能最终得以提高。     

有再循环系统的超音速两相流升压性能的研究

介绍了具有再循环系统的超音速汽液两相流升压装置,并对该装置的各种性能进行了理论计算及实验研究。结果表明,在进口蒸汽参数一定的情况下,升压性能随给水温度的升高而降低,随出口流量的增加而提高;出口水温随出口流量的增加而降低,随给水温度的提高而升高。该装置不仅保留了原有的出口压力自适应特性,而且具有出口流量自适应特性。     

用活塞位移确定上止点相位方法的探讨

介绍了用位移传感器实测发动机活塞在上止点附近的位移,进而确定上止点相位的方法。如果直接根据活塞位移实测结果确定上止点相位,存在较大的偏差,而根据实测结果用二次拟合的方法确定则可以提高上止点相位的确定精度,并给出了相应的步骤。在185型柴油机上的试验结果表明,直接根据活塞位移实测结果确定上止点相位,和根据实测结果用二次拟合方法确定的上止点相位相差1°CA以上。     

稳燃腔煤粉燃烧器对不同煤种燃烧稳定性的研究

本文利用三维粒子动态分析仪测量了稳燃腔煤粉燃烧器回流区的流场,并比较了钝体不同位置的回流区特征。实践说明通过调整钝体的位置及改变稳腔煤燃烧器的某些结构尺寸,可以极大的改善不同煤种的燃烧稳定性。