带尾板的倾斜扩压叶栅的实验研究

对由常规直叶片、正倾斜叶片、复合倾斜叶片在的三种矩型扩压叶栅在矩型叶栅低速风洞上进行了实验研究,详细测量了叶栅出口流场,研究和分析了零冲角下常规直叶栅、正倾斜叶栅、复合倾斜叶栅对出口能量损失分布情况和二次流速度矢量的影响,讨论了叶片倾斜对扩压叶栅出口流场的改善作用。     

吸附式扩压叶栅流动仿真与试验研究

利用附面层抽吸技术,对大弯角平面扩压叶栅端壁流场进行试验研究,通过叶栅吸力面开槽抽吸的方式,研究不同吸气位置、吸气量对叶栅气动性能的影响,结合平面叶栅流动试验和数值仿真结果,分析叶栅抽吸和不抽吸的分离线形态及流场结构,探索叶栅附面层流动机理和端壁流动对叶栅气动性能的影响。结果表明:控制附面层流动的吸出技术是改善压气机叶栅性能的关键手段之一,对于高亚音速叶栅采用吸力面附面层吸出技术,可以提高叶栅气动性能。     

振荡压气机叶栅叶片表面非定常响应以及气弹稳定性分析

发展并验证了一种适用于叶轮机内部非定常跨音流动诱导的叶片气弹问题的高效、准确的数值模拟方法。采用有限体积的多块结构化网格形式,多重网格方法加速收敛,隐式的双时间步时间推进,Spalart-Allmaras（S-A）湍流模型求解非定常雷诺平均Navier-Stokes方程。通过气动弹性标准算例10,叶片在高亚音和跨音流动下做弯曲振动,分析了流动状态、折合频率以及叶片间相位角对叶片表面非定常气动力响应以及叶栅气弹稳定性的影响。分析结果表明激波在此跨音振荡压气机叶栅中起失稳作用,叶片间相位角对气弹稳定性的影响在高折合频率下被加强。     

一种涡轮流量计的叶片动力计算方法

本文对低速涡轮流量计的叶片动力学计算．以粘性流动的Ｏｓｅｅｎ方程及叶栅理论为基础，通过保角变换方法．得出较为精确的叶片升力与阻力的计算公式。     

叶栅试验器气流角度测量不确定度评定

基于GJB 1179——1991《高速和低速风洞流场品质规范》和探针自动跟踪系统的具体特点和应用环境,该文阐述平面叶栅试验器探针自动跟踪测量系统的组成和工作原理,分析在流场测量中气流角度测量不确定度的影响因素。结合叶栅流场实测数据,阐述使用探针自动对向测量叶栅气流角度不确定度评定方法和步骤,并提出减小不确定度和叶栅流场精细化测量的相关措施。结果表明:自动对向测量在实际应用中优势明显,测量气流角度不确定度评定可为流场精细化测量提供数据参考。     

叶栅内非定常不可压流动的数值模拟

基于SMAC(Simplified Marker and Cell)方法推导出直接求解二维非定常、不可压N-S方程的隐式数值方法.求解的基本方程是任意曲线坐标系中以逆变速度为变量的N-S方程和椭圆型的压力Poisson方程.采用该方法,对二维叶栅非定常分离流场进行了数值模拟,叶栅表面压力的计算结果与试验结果相比比较吻合,从而验证了这种方法的可靠性.同时对叶栅非定常流场的流场结构和流动机理做了初步的探讨.在均匀来流和定常边界条件下,叶栅内部流动表现出强烈的非定常性;在小冲角和高雷诺数时,叶栅尾部产生类似卡门涡街的周期性流动.     

用数值模拟方法对压气机平面叶栅的辅助设计与分析

通过对某压气机平面叶栅进行CFD数值模拟计算,将计算结果与实验数据进行了对比分析,结果表明：在气流来流马赫数M〈0．7时,计算叶栅总压损失系数与实验叶栅总压损失系数偏差Aw〈0．8％,气流转折角偏差A6〈2．40,与实验结果符合较好,说明用数值模拟计算辅助压气机平面叶栅设计的方法有效、可行。并用此方法对不同稠度下的叶栅流场进行了预测性的计算,得出了一个最佳的叶栅稠度,节约了大量的实验时间及费用。     

叶轮机械弯扭叶片的研究现状及发展趋势

弯扭叶片在20世纪90年代已在英、美等发达国家较普遍地得到应用,在我国也成功地应用于蒸汽轮机,在航空发动机涡轮中的应用也有了良好的开端。文章就叶片弯曲降低能量损失的机理以及静态和动态实验对采用弯曲叶片的效果做了综合评述,对压气机采用弯曲叶片的科研进展,以及遇到的难点也作了概要的介绍。根据我们的设计经验,在文章的最后总结了弯曲叶片级设计时应遵循的几条原则。     

Experimental-Calculation Determination of Dynamic Stability of Blade Assemblies of GTE Compressor Rotor Wheels

We discuss approaches to airfoil-cascade-based simulation of unsteady aerodynamic loads that act on the blades during their vibration in a gas flow. This paper describes the main concepts of the proposed procedure for experimental determination of unsteady aerodynamic loads and its validity limits. We summarize the results of calculation of the dynamic stability limits for blade assemblies of compressor rotor wheels of a modern gas-turbine engine.     

某型航空发动机压气机四级转子叶片失效分析

某型航空发动机压气机四级转子叶片是故障多发叶片.对叶片典型失效件进行了断口分析,发现叶片故障是由于叶片表面发生腐蚀导致疲劳强度降低,使得叶片在振动应力下发生疲劳失效.进一步对显微组织进行分析,发现叶片材质合乎要求,叶片腐蚀主要是由于使用环境因素造成的.研究结果对于叶片的故障分析及预防具有重要的意义.     

冰箱直线压缩机运行不稳定的实验研究

本文进行了直线压缩机冰箱系统的制冷实验,分析了直线压缩机运行的不稳定特性。结果表明:冰箱制冷过程中直线压缩机定频运行,会出现三种不同的不稳定状态:启动调节不稳定、外部扰动不稳定和电磁阀调节不稳定。启动过程中,供电参数的调节以及吸排气压力的变化引起的不稳定状态,随着电参数保持不变和吸排气压力趋于稳定,启动过程的不稳定现象也逐渐消失。当供电参数和制冷工况保持稳定时,制冷系统的随机扰动也会使直线压缩机产生一定的不稳定振荡,行程最大振幅约0.3 mm,电流和输入功的最大波动约为平均值的10%,直线压缩机对外部扰动具有自修复性。电磁阀调节过程对直线压缩机的稳定性影响较大,行程最大振幅约2.2 mm,压缩机存在极大的撞缸可能性。因此非常有必要结合制冷系统的运行工况,进行直线压缩机本体结构和控制系统的优化设计,保证直线压缩机在冰箱调节过程中安全可靠的运行。     

齿轮压缩机中间压缩腔喷油的实验研究

利用所设计的齿轮式压缩机实验样机及其测量调控系统,对这种压缩机用于压缩空气的可行性进行了验证性实验,并对转速、喷油量等因素对压缩机排气压力和输气量的影响、排气温度的大小进行了实验研究,结果表明:齿轮式压缩机可以实现对空气的压缩,压缩过程中气体的温升小,接近于定温压缩。     

大功率二氧化碳压缩机运行效率的实验研究

本文在不同压力和转速工况下,对一台由挪威科技大学与Sintef联合研发的大功率单级活塞式二氧化碳制冷压缩机进行了实验测试,得出压缩机效率、容积效率以及油循环率随压缩比和转速的变化曲线,以及效率最优时各参数的范围。结果表明：当压缩比为2.1、转速为2 500 r/min时,油循环率达到最大值2.84%;当压缩比为1.88,转速为1000 r/min时,容积效率达到最大值85.8%;当压缩比为1.5~2.5,转速约为1 500 r/min时,压缩机效率最优;当转速为1500 r/min,压缩比为2.0时,可达到最大值79.1%。针对压缩机效率的实验数据进行了数学拟合,并与两台同类压缩机的产品效率作对比分析,结果表明：大功率压缩机当压缩比为1.5~3.2时的效率比同类压缩机约高11.5%。     

直线压缩机用多孔质气体轴承的仿真与实验

采用气体轴承的主动耗气技术可以实现直线压缩机的无油润滑和非接触运行,以保证运行可靠性。为研究多孔质轴承的结构参数和压缩机设计参数对耗气量的影响,本文以R600a为制冷工质,建立了多孔质气体轴承模型,利用Fluent对耗气量进行了仿真模拟计算,基于该模型模拟分析了多孔质材料厚度、间隙气膜厚度、排气压力、压缩机频率和排量占比对气体轴承耗气量和耗气率的影响,并通过实验测试验证了该模型的准确性。结果表明：气体轴承耗气量的仿真结果和实验测量的误差在±15%以内。根据耗气率给出了最佳的设计参数组合,为直线压缩机用多孔质气体轴承优化设计提供了参考。     

对转压气机三维掠动叶优化设计

为探索三维掠动叶降低对转压气机二次流损失的潜力,进一步提高对转压气机气动性能,基于近似函数与遗传算法,针对某对转压气机双排转子在整机环境下进行三维掠动叶优化设计,并对优化前后流场进行对比分析。优化成功的得到了双排“S”形掠动叶,结果表明:三维掠动叶有效改善了双排动叶吸力面径向二次流,减小了吸力面低速区,提高了对转压气机性能,优化工况点整机效率提高0.6%,全工况范围内效率均有所提高;三维掠动叶提高对转压气机效率的根本原因是其对径向负荷分配的重新调整,将叶展下方流动较差区域负荷移至叶展上方,改善流场的同时保证对转压气机负荷不变。      

降低双螺杆制冷压缩机组噪声和振动的实验研究

为改善运行环境并提高运行性能,对一台双螺杆制冷压缩机组进行了噪声和振动实验测试。通过频谱分析发现,机组在压缩机基频整数倍的频率处出现较高的噪音和较大的振动,说明压缩机是机组主要的振动源和噪声源。通过对改进前后的压缩机组进行实验对比,分析了实验数据,提出了相应的降噪减振措施。结果表明:改进转子型线设计,调整阴、阳转子啮合间隙分布,提高阴、阳转子的加工精度等措施是机组降噪减振的有效方法。