平面叶栅特性的实验分析

本文通过对几何参数已确定的平面叶栅实验结果的归纳与气动分析，给出进口马赫数M1很低时平面叶栅特性。为进一步分析压缩器作功增压与损失的关系，压缩器特性以及压缩器不稳定工作等问题打下必要的基础。     

平面叶栅特性的实验分析

本文通过对几何参数已确定的平面叶栅实验结果的归纳与气动分析,给出进口马赫数M1很低时平面叶栅特性.为进一步分析压缩器作功增压与损失的关系,压缩器特性以及压缩器不稳定工作等问题打下必要的基础.     

旋涡气流光整加工数值模拟与试验研究

运用CFD软件Fluent对具有3个喷嘴旋涡头的等直径圆管内速度流场进行了数值模拟,并通过试验观察不同位置处随加工时间变化孔表面粗糙度的变化情况,结果与模拟一致,为该工艺的进一步研究提供了理论基础。     

叶尖小翼调控压气机叶栅间隙流场结构的试验研究*

在低速条件下,对叶尖不同位置安装小翼的压气机叶栅流场进行试验研究。通过端壁静压孔对上端壁流场进行测量,叶栅出口流场利用五孔气动探针测量,细致分析不同安装方式叶尖小翼对压气机叶栅叶尖端区流场结构、气动损失和通流能力的影响。结果表明,不同安装方式的叶尖小翼对压气机叶栅间隙流场影响不同。与无叶尖小翼的常规叶栅相比,吸力面小翼使得叶栅损失降低的同时带来了流动堵塞的降低,压力面小翼使得叶栅损失和流动堵塞同时增加,组合小翼在降低叶栅损失的同时有效降低了叶栅的流动堵塞,改善了叶栅的通流能力。通过与常规叶栅叶尖区域流场结构的详细对比分析,对不同安装方式的叶尖小翼的影响机理做出解释。     

冷气掺混对涡轮叶栅气动损失影响的试验研究

对某型涡轮平面叶栅,在不同的主流雷诺数下,以多种喷射方式和不同的流量比喷射冷气,研究型面压力分布及出口气流场参数的变化。试验结果表明,冷气入射对叶片表面静压分布几乎没有影响,只对冷气孔位置附近压力产生影响,相对来说,压力面入射冷气导致的变化小于吸力面。随进口马赫数升高,在相同的冷气流量比下流动总压降低。然而,在相同的马赫数下,随着冷气流量比增大,压力面入射跟吸力面入射导致的总压变化规律不一样。     

旋涡气流光整加工的实验研究

介绍旋涡气流光整加工实验装置的设计,研究了喷嘴直径、喷嘴倾角、磨块粒度和磨块直径等因素对加工效果的影响.实验表明,旋涡气流光整加工工艺可有效降低工件内表面的粗糙度,磨块粒度和磨块直径是影响加工效果的主要因素.     

变几何涡轮平面叶栅流场数值仿真与试验研究

取某两级动力涡轮2级导叶叶中截面数据,布置为平面叶栅以验证其流场周期性。设计并加工了基于齿轮传动的变几何平面叶栅试验件,并进行变几何与固定几何的PIV试验研究,获得叶栅通道出口区域流场数据,进行对比分析。结果表明：固定几何工况下,从PIV试验得到的速度云图中可清晰地看出叶片尾缘尾迹及扩散过程,与仿真结果吻合良好;变几何工况下的PIV数据可揭示由叶片转动所引起的流场结构变化。     

压气机平面叶栅叶顶间隙流动研究

以NACA 65-1810压气机为研究对象,探讨了叶顶间隙对压气机流动特性的影响。在ICEM中建立结构化网格,针对不同叶顶间隙方案采用SST k-ε双方程湍流模型,对压气机流场进行了数值模拟,分析了叶顶间隙对压气机平面叶栅气动性能、泄漏涡流及平面叶栅性能的影响。结果显示,紧密间隙时会出现逆流现象;减小叶顶间隙不仅可以较好地抑制泄漏涡流,而且能够减小压力损失,从而提高平面叶栅的效率,改善压气机平面叶栅的性能。     

低压涡轮Spoon叶片设计技术平面叶栅数值研究

为探索低压涡轮Spoon叶片设计中叶型厚度和厚度径向分布对叶栅性能影响,以低压涡轮平面叶栅为研究对象,对不同叶型最大相对厚度和厚度径向分布情况下叶栅流场和性能开展了数值模拟研究,研究结果表明:Spoon叶片设计存在叶片性能与重量最优组合,最佳叶型最大相对厚度为0.2左右;叶片增厚径向范围应不小于二次流影响区域,综合考虑叶片性能与重量因素,10%以下叶高与端区最大厚度一致,然后线性变化到20%叶高的厚度分布变化规律最佳。     

压气机平面叶栅内流场PIV试验研究

应用PIV内流测试技术对某高亚音速叶栅速度场进行了测量,得到了叶栅内流通道的流场结构。试验得到了多种来流工况下试验叶栅槽道50%叶高处的速度流场结构图像,对试验数据的初步分析可以看出试验结果符合所测工况下的流动规律。通过对实验方案的改进,应用PIV测试技术测量了平面叶栅附面层流场,捕捉到了叶片吸力面尾缘附面层分离随来流工况变化,。结果表明:PIV测量结果可以为验证数值模拟叶栅通道流场提供可靠的数据,并为叶栅设计的改进优化提供指导和依据。     

汽轮机叶顶汽封间隙泄漏涡动特性研究

采用三维非定常数值模拟的方法,研究叶顶汽封间隙泄漏涡的结构和涡动频谱特性,并分析汽封各腔室内涡核中心点的径向高度随间隙的变化规律。结果表明:汽轮机叶顶汽封腔室内存在腔室涡和围带壁面涡2种稳定耗散的涡;随着叶顶间隙高度的增加,围带壁面涡涡核的径向高度降低,而腔室涡涡核的径向高度升高;从汽封的入口到出口,腔室涡的涡动随流动变得剧烈,频率增加,波动的幅度变大;围带壁面涡的涡动会在不同腔室内交替变换,齿前的围带壁面涡产生的压力波动最为剧烈,是汽封腔室内最不稳定的一类涡动。     

液力透平动静叶栅内的流动特性

以径向导叶式离心泵反转作液力透平为研究对象,对全流道进行结构化六面体网格划分,运用大涡模拟(large eddy simulation,LES)模型进行三维非定常数值计算,分析了透平工况下动静叶栅内的压力分布、内部速度场、流道涡量分布、拟序涡流结构及演化过程。结果表明:所选的径向导叶式离心泵作透平时水力性能良好,动静叶栅交界面附近出现局部高压和局部高速流,非定常流动时动静叶栅内涡旋运动明显,流道内涡量主要分布在导叶工作面和叶片背面,伴随着叶轮旋转产生的涡在流道内会出现拉伸、合并和撕裂的演化形式。     

Experimental Investigation of Inter-Blade Vortices in a Model Francis Turbine

The inter-blade vortex in a Francis turbine becomes one of the main hydraulic factors that are likely to cause blade erosion at deep part load operating conditions. However, the causes and the mechanism of inter-blade vortex are still under investigation according to present researches. Thus the causes of inter-blade vortex and the effect of different hydraulic parameters on the inter-blade vortex are investigated experimentally. The whole life cycle of the inter-blade vortex is observed by a high speed camera. The test results illustrate the whole life cycle of the inter-blade vortex from generation to separation and even to fading. It is observed that the inter-blade vortex becomes stronger with the decreasing of flow and head, which leads to pressure fluctuation. Meanwhile, the pressure fluctuations in the vane-less area and the draft tube section become stronger when inter-blade vortices exist in the blade channel. The turbine will be damaged if operating in the inter-blade vortex zone, so its operating range must be far away from that zone. This paper reveals the main cause of the inter-blade vortex which is the larger incidence angle between the inflow angle and the blade angle on the leading edge of the runner at deep part load operating conditions.     

跨音速涡轮叶栅数值计算方法研究与试验验证

以某跨音速涡轮叶栅为对象,研究计算流体动力学数值计算方法,应用CFD软件ANSYS CFX,分析不同网格量和不同湍流模型对数值计算结果的影响,得到最理想且最吻合试验结果的数值计算方法,并与试验结果进行对比分析。结果表明,考虑权衡数值计算结果与试验值吻合度和所耗时间的均衡性,三维网格的S1流面网格量为1万最为合适,SST湍流模型的模拟结果最为理想。     

Experimental Investigation of Air Bearings for Gas Turbine Engines

An experimental gas-bearing test program was initiated to establish the answer to two specific questions. Is present-day gas bearing technology accurate enough to predict actual bearing performance under typical jet engine operating conditions? And, are gas journal and thrust bearings capable of carrying the required high operating loads that can be imposed by the engine when maneuvering at high. altitudes, which are considered the most severe bearing operating conditions? A bearing element component rest rig was built to simulate jet engine conditions. Tests were performed and the results, reported herein, indicate positive answers lo the above questions.     

低压旋涡风机进气口的实验研究

通过实验,分析了不同进气口面对对低压旋涡风机性能的影响,实验结果表明,适当增大进气口面积,可提高风机的效率并扩大流量范围。     

一种榫头榫槽啮合间隙流动特性的试验研究

对放大3倍的"S"型榫头榫槽啮合间隙的流量系数和沿程损失系数进行了试验研究,讨论了"S"型通道出口马赫数对流量系数的影响以及沿程损失特性。榫头榫槽啮合间隙是截面为"S"型的不规则通道。通过试验可得:"S"型通道的流量系数不仅跟雷诺数有关系,而且跟通道出口马赫数也有关系。在通道出口马赫数小于0.3情况下,"S"型通道的流量系数随着雷诺数的增加而增加,然后趋于稳定;在出口马赫数大于0.3情况下,"S"型通道的流量系数随着马赫数的增加而增加;"S"型通道沿程损失系数随雷诺数的变化曲线中并不存在明显的层流到湍流的转唳点而只有一个转折点。结果对榫头榫槽啮合间隙在涡轮盘的热分析中有重要意义。     

单侧弹簧线性压缩机可行性实验研究

对一种新型单侧弹簧动磁式线性压缩机的样机进行了空气压缩实验研究,验证了其可行性.通过实验结果可以看出,单侧弹簧线性压缩机具有利用压缩气体作为气体弹簧来减少谐振弹簧的用量,同时减少压缩机运动部件质量,实现线性压缩机轻型化的优点.同时实验结果还表明,在一定的排气压力下可以通过控制电压值来让压缩机活塞达到上死点位置.     

旋涡流非接触气爪结构优化设计

为提高单进气嘴非接触气爪的吸附性能和气爪结构加工的方便性,根据气爪型腔内部流场特性和3D打印原理,提出了一种基于3D打印技术的旋涡流气爪结构优化设计方案。基于对非接触气爪工作原理的理论分析和气爪型腔内部流场特征的仿真研究,以提高气爪吸附性能为目的对气爪型腔结构进行优化设计,应用3D快速成形加工技术加工出通过仿真计算设计的气爪结构模型。实验结果表明：优化后的气爪型腔产生的负压比优化前负压增大一倍,气爪的吸附力提升57%,在气爪加工方面,采用3D打印技术比传统的机械加工技术更具便捷性,且气爪型腔内部复杂结构更容易被加工出来。     

结构动态特性的积分方程方法研究及其实验验证

借助于积分方程理论和广义函数论,针对一边界为垂直刚性支承和转动弹性约束条件下的欧拉-伯努利梁,分析了它在带有集中质量及弹簧振子时的自由振动,给出了求解这类复杂线性系统动力学问题的积分方程方法,并对计算结果进行了实验验证。