变几何收敛通道中叶栅性能的研究

本文对变几何收敛通道中扩压叶栅的主要性能参数(总压损失系数ω、增压比π、扩散因子D)进行了初步理论分析研究,推导出高亚音速范围内该类型叶栅的几何参数、气流参数、尾迹附面层特性参数与叶栅主要性能参数的关联方程,并在亚音速范围内,将采用上述方程得到的计算值同实验值进行了比较,表明两者吻合较好,从而为压气机叶栅设计时选取主要参数提供了依据。     

基于比面积调控的核主泵动静叶栅数值优化研究

核主泵动静叶栅的参数匹配对水力性能有显著影响。为了提高核主泵整机效率,本文基于动静叶栅几何参数的匹配关系,采用正交试验方法,选取调控比面积的三因素及三水平,探讨比面积对泵水力性能的影响机制;基于各因素平均值,综合考虑叶轮和导叶几何参数及其交互作用对扬程、效率影响的显著性,确定最优组合方案。研究表明:比面积对扬程和效率影响显著,ξ取0.835时,动静叶栅几何参数达最优匹配度,此时扬程和效率均达峰值点。导叶叶片前缘区域,ξ对液流速度的影响较显著,导叶内部速度值呈线性下降趋势时,导叶叶片对液流的控制力较强。当ξ取0.835时,CFD验证导叶水力损失达最小值。获得最佳比面积ξopt为0.835,动静叶栅内部水力损失最小,提高了核主泵整机性能。研究结果为核主泵动静叶栅水力设计,提供了理论依据。     

高速铣床主轴驱动透平叶栅设计与数值模拟

为使高精密数控铣床的主轴转速达到160000r/min,刀头切削力矩小于0.005N·m,针对驱动摆角铣头主轴的透平式气马达叶栅进行了气动力计算和平面造型设计,利用Fluent软件对其气动特性进行了数值模拟,并与理论计算对比验证模拟的正确性.研究叶栅气动特性随进气角、叶片数和叶高变化的规律,获得了使叶栅气动性能最佳的参数组合,即进气角为21°,叶片数为36,叶片高度为3.5mm时,叶栅的气动性能最佳。     

叶栅端壁附面层的预测模型研究

本文对轴流压气机叶栅端壁附面层的诸种计算方法进行了详细的研制，基于实验和理论提出一种将叶片力亏损与端壁附面层主流和横流发展相关联的新的叶片力亏损模型，该模型不仅适用于叶栅通道内的附面层计算，而且适用于考虑端部间隙漏流影响的端壁附面层计算，对三种不同叶栅的计算结果表明，采用本文的力亏损模型和端壁附面层计算方法所预测的端壁附面层发展，尤其是叶片力亏损的发展，与实验结果一致性较好，这说明本文不仅通用性强而且更具有强的实用性。     

气固循环床上行两相流颗粒曳力系数研究

在高16 m气-固循环流化床提升管内,通过测定表观气速、颗粒质量流率和不同轴向高度的床层平均颗粒浓度,结合对单颗粒进行受力平衡分析,间接获得了不同轴向位置的颗粒曳力系数.同时通过分析雷诺数、阿基米德数、床层颗粒浓度对颗粒曳力系数的影响,结合实验中所获得的数据,提出颗粒曳力系数的关联式.该关联式考虑颗粒的物性参数、操作条件对曳力系数所造成的影响,其预测值与本文和文献实验值吻合良好,并且在一维轴向均相模型下较好预测了床层内轴向压力分布.     

纵流壳程换热器数值模拟的应用研究

提出采用数值模拟的方法研究纵流壳程换热器,以克服实验研究方式的不足．利用相似理论,确定换热器的数值模拟模型,分析了各结构参数变化对其传热和流动性能的影响,结果表明：单排管间布杆、减小折流栅间距、增大管束长径比均有利于传热,但同时也增大了流动阻力;并利用最小二乘法,进一步回归出纵流壳程换热器层流下的传热和流动阻力的准数关联式．显示出采用数值模拟方式对换热器进行研究和开发的显著优点     

小径高比环形叶栅的某些实验条件对实验结果的影响

对1/4环、半环和全环形叶栅在两种出口条件下进行了吹风实验。测量了栅后的静压、总压和子午面内气流倾斜角沿节距和叶高的分布。实验结果表明:在栅后有简体的条件下,半环和全环形的实验结果接近,在进行方案比较时,可采用半环形叶栅。但为使实验结果更好地反映透平中的实际流动,实验叶栅应制成全环形。栅后安装简体可以部分消除大气条件对测量结果的影响。气流自叶栅直接排入大气的条件是不可取的。     

矿井轴流风机的理论反转反风量

本文主要讨论动叶栅的几何参数对轴流风机理论反转反风量的影响,并介绍了苏联、波兰等国家在可反风矿井轴流风机方面的研究成果。     

叶片安装角度异常对静子叶栅性能及流场结构的影响

为了研究叶片安装角度异常对静子叶栅性能及流场结构影响,共模拟5个叶栅通道,对来流0°攻角和5°攻角下,中间叶片安装角调节±1°、±5°,和±10°时进行数值计算,得到了安装角调节不同角度对叶栅流场结构及性能的影响.结果表明,0°攻角下,安装角调节角度较小时,对叶栅流场性能的影响也较小;安装角调节角度较大时,叶栅流场结构...     

汽轮机叶栅内蒸汽流动的数值模拟研究

蒸汽汽轮机叶栅内流动属于变截面管流问题.本文利用力学知识建立了叶栅机翼理论,利用Computational Fluid Dynamics （CFD）软件对蒸汽在汽轮机叶栅内的流动进行了数值模拟研究,包括稳态流动及非稳态流动,并对叶栅内部蒸汽流动的压力和马赫数进行了动态显示,分析研究验证了与流体力学有关机翼和叶栅边界层理论知识.     

Investigation of dielectric barrier discharge plasma flow control

Effects of plasma flow control are researched on the basis of plasma exciting flow experiments and numerical simulations. Turbulent model is more effective than laminar model in plasma numerical simulation as results showed. Both plasma exciting effects of acceleration and flow separation suppression are investigated through experiments carried on the flat plate and the compressor cascades. The results demonstrate that boundary layer characteristic is modified by plasma exciting. Distributions of total pressure and velocity in the wake are improved notably for 20 m/s coming velocity and the effect of plasma can still be observed while velocity is increased to 50 m/s. For low velocity flow, plasma exciting is effective in flow separation suppression. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50406027, 50676094)     

弯叶片压气机叶栅在不同进口附面层厚度下的特性研究

采用人工加厚叶栅进口附面层厚度的方法,研究了弯叶片压气机叶栅在不同叶栅进口附面层厚度条件下叶栅特性的变化,实验结果表明,叶栅进口附面层厚度增加时,叶栅两端区二次流损失增加,近端壁气流的过转程度加强,正弯曲叶栅中低能流体向叶栅中部的迁移能力降低２。反弯曲叶栅中角区分离加剧。叶栅出口气流角和叶栅扩压能力和叶栅进口附面层厚工密切相关。     

Prediction of stall inception in multi-stage compressors based on an eigenvalue approach

A stability model for multi-stage compressor is developed on the basis of the eigenvalue approach.This model assumes that the unsteady flow field can be decomposed into pressure,vortex and entropy waves.Besides,a linear cascade of blades is modeled by three-dimensional semi-actuator disk theory and the characteristics of steady flow field are also considered in the present model.The connection between the analytical solution for stator,rotor and gap can be established by applying mode matching approach,the relevant stability equation can be expressed in the form of matrix,while the compressor system stability can be judged by the imaginary part of the matrix eigenvalue.The capacity of the stall inception model to predict the stall inception point of multi-stage compressor is assessed against the experimental data of National Aeronautics and Space Administration(NASA) two stage fan.The theoretical results show that this model can predict the stall onset points of a two-stage fan at different operating speeds with a reasonable accuracy.     

轴对称湍尾流中的准相似性理论

本文应用准相似性理论，给出了不可压缩轴对称湍尾流的一级近似解。求解时，考虑连续性方程、平均运动方程以及忽略三阶关联项的二阶脉动速度关联方程，采用自模拟假设，并利用二次迭代，得出与实验较为符合的平均速度、二阶脉动速度关联项和湍流微尺度等的理论计算结果。     

压气机弦向缝隙叶栅的气体动力学研究

就高负荷轴流式压气机弦向缝隙叶栅提出了确定弦向缝隙位置的数学模型 ,并给出了弦向缝隙叶栅流场计算的方法 ,作为分析这种叶栅气动性能的基础。风洞吹风试验表明了本模型的正确性及弦向缝隙叶栅对轴流式压气机气动性能的改善     

变马赫数下压力面小翼对扩压叶栅气动特性的影响

为探究变来流马赫数下压力面叶尖小翼对扩压叶栅气动特性的影响,对Ma=0.5、Ma=0.6和Ma=0.7来流马赫数下的原型叶栅和加装不同宽度的压力面叶尖小翼的扩压叶栅流场特性进行了实验研究. 结果表明:在高亚声速的来流条件下,压力面叶尖小翼可以有效减小叶顶两侧压力梯度,阻碍流体流入叶顶间隙,控制叶顶泄漏流动,减小流场损失,改善流场流动状况. 随着小翼宽度的增加,改善程度增大,同时马赫数的变化与控制效果成正比. 当Ma=0.7时,与原型叶栅相比,PW2.0方案的流场改善程度最大,总压损失系数降低了6.53%.     

具有横向裂纹的转子振动特性的研究

本文在对具有横向裂纹的转子振动特性进行细致地理论分析和仿真计算的基础上,利用模拟转子试验台进行了实验研究,得到了一些具有典型意义的裂纹故障特征谱图.研究表明,用实测振动信号诊断转子上的裂纹故障是实际可行的,具有在线诊断和简单方便的优点。     

轴流压气机转子新叶型设计与试验研究

为进一步发展高性能轴流式叶轮机械叶片定制技术,本文提出了一种适于跨音速范围应用的轴流压气机转子叶型数值优化设计方法。并应用该系统对进口马赫数０．９１８的转子叶栅进行了设计及气动性能分析,通过与国外设计的同类叶栅的设计结果及风洞实验结果进行比较,验证了本文所用方法的有效性及精度。对比研究表明：采用本方法设计的叶栅具有低损失,宽稳定工作范围等优点。该项技术有良好的工程应用前景     

底吹电弧炉钢-渣反应系统钢液侧元素传质系数研究

基于紊流理论推导的无量纲化公式，对R.J.Fruehan的水模拟实验数据进行了回归分析，得出底吹电弧炉钢－渣界面反应时钢液侧元素传质系数与底吹气体流量间的通用关系式，经生产数据校核和动态模型的模拟计算验证，该公式可应用于实际工程。