某燃气轮机压气机叶片振动特性研究

针对某燃气轮机压气机叶片断裂故障,通过理论计算和试验方法,对故障级叶片在与轮盘耦合条件下的振动特性进行了研究分析。理论计算叶片动频时考虑了旋转离心力和温度载荷的影响,利用有限元计算程序ANSYS WORKBENCH循环对称分析功能和接触分析功能,完成了压气机叶片振动分析,通过坎贝尔图得到叶片1阶弯曲共振转速为6 900 r/min。随后,在整机状态下,利用非接触式微波测量方法,对该级动叶进行了振动测试,获得的叶片1阶弯曲共振转速为6 988 r/min,实测得到的共振转速与理论计算结果吻合,为故障的进一步排查提供有利的理论和试验依据。     

折返式鼠笼弹性支承刚度试验技术研究

为准确测量折返式鼠笼弹性支承的刚度,在对其进行数值分析的基础上,设计了自动控制刚度试验系统,根据试验数据分析不同的位移传感器、不同的施力位置、测点位置和力施加速度对支承刚度试验值的影响。研究表明:数值仿真得到的鼠笼弹性支承变形规律与试验测试结果一致,折返套尾端位移比折返处大,且位移与施加的力呈线性关系;不同直径的电涡流传感器测得的刚度与电子千分表相比,最大偏差为10.17%;折返处的刚度测量值稳定性好,力施加位置改变时刚度测量值的最大变化幅度仅为2%,而折返套尾部刚度的最大变化幅度达到20.6%;力施加速度小于60 N/s时其对刚度试验值影响很小。     

多排径向通道直流喷嘴的声学特性试验研究

为了避免高压补燃循环氢氧发动机推力室中喷注耦合不稳定问题的发生,采用试验技术手段分析了多排径向通道直流喷嘴的声学特性,研究了径向通道孔径、径向通道数量、径向通道长度、喷嘴长度对喷嘴声学特性的影响规律。研究结果表明径向通道长径比和折合喷嘴长度是影响喷嘴声学频率的关键因素,并建立了无量纲喷嘴结构参数与声学频率间的经验关系式,为多排径向通道直流喷嘴的声学频率预估提供依据。     

预冷涡轮喷气发动机氢燃料燃烧室仿真和试验研究

为了提高氢预冷涡轮喷气发动机氢燃料燃烧室的工作性能,利用数值仿真手段开展了燃烧室的结构优化设计,研究了冷却小孔的分布和数量、预混管长度和氢喷嘴直径等对燃烧流场的影响,并进一步开展了长达800 s无/带转子预冷涡喷燃烧室多次变工况热试验研究。研究表明:优化后的氢燃料燃烧室工作可靠,燃烧效率达到99%以上;在空气/氢混合比为30～88范围内,实现了高速来流空气下多次可靠点火;火焰筒热防护效果良好,仅存在局部高温氧化现象。