【摘 要】
:
鉴于不同类型压气机的叶顶泄漏流非定常性具有不同的表现形式,为建立统一的认识规律,在第一部分研究结果的基础上,本文采用数值模拟方法研究了某跨音速轴流压气机转子在设计间隙、不同流量工况下叶顶泄漏流非定常流动特征。结果显示设计间隙下,该转子在大部分工况下都出现非定常波动现象。本文观察到的非定常波动现象主要存在于叶顶,是由叶顶泄漏流自激非定常性引起,与激波及波涡干涉关系不明显。针对设计间隙下近失速工况,分
【机 构】
:
中国科学院工程热物理研究所;中国科学院研究生院 北京 100190 中国科学院工程热物理研究所
【出 处】
:
中国工程热物理学会2008年热机气动热力学与流体机械学术会议
论文部分内容阅读
鉴于不同类型压气机的叶顶泄漏流非定常性具有不同的表现形式,为建立统一的认识规律,在第一部分研究结果的基础上,本文采用数值模拟方法研究了某跨音速轴流压气机转子在设计间隙、不同流量工况下叶顶泄漏流非定常流动特征。结果显示设计间隙下,该转子在大部分工况下都出现非定常波动现象。本文观察到的非定常波动现象主要存在于叶顶,是由叶顶泄漏流自激非定常性引起,与激波及波涡干涉关系不明显。针对设计间隙下近失速工况,分析了泄漏流的非定常特征和叶顶拟S1 流面瞬态静压在一个波动周期内随时间的变化规律,并详细阐述了间隙叶顶两侧压差与泄漏流速度之间的动态循环过程。随流量减小,叶顶非定常波动频率减小,波动强度增大,压力面最强的波动区域不断向前缘移动。
其他文献
采用具有转捩模型的数值方法对某跨声速风扇级63%叶高微元叶高段二维流面的非定常流场进行模拟,在风扇级设计点工况下研究了动静叶干扰下的压气机叶片附面层非定常流动。通过建立的尾迹与附面层干扰分析模型结合叶片壁面摩擦力、附面层湍动能和静压非定常波动详细分析了尾迹和势流干扰对叶片附面层流动的影响。在均匀进口来流条件下,动叶仅靠近尾缘区域的局部弦长范围受来自下游势流的干扰,摩擦力周期性波动,前缘脱体激波/附
本文借助所建立的简单循环的单轴燃气轮机模型,分析了西门子V94.3A 重型燃机改烧合成气后在不同环境温度下运行时的性能,得到了压气机进口温度从-35℃到35℃变化过程中燃机整机的性能曲线,并据此提出了燃机的调节控制规律。当环境温度降低时,透平输出功增加,当达到所允许的最大输出功率时,需要调节压气机导叶,减少压气机进口空气流量;当环境温度升高时,压气机喘振裕度降低,当达到压气机喘振保护限制时可以采取
本文围绕串列叶栅和附面层抽吸技术两种附面层分离控制技术,以ONERA 串列叶栅及其改型后的单列吸附式叶栅为研究对象,利用数值模拟的方法研究了两种流动控制技术,并在非设计工况下对单列吸附式叶栅进行了研究。结果表明:在相同来流马赫数及出口条件下,单列吸附式叶栅的总压损失系数小于串列叶栅,在高负荷压气机级的设计中用带吸附式单列叶栅代替串列叶栅作是可行的。
对于离心压气机与轮盘空腔耦合流场的计算分析,得到了轮盘空腔流动的基本流场结构和动力特性。在离心压气机变动工况和空腔泄漏流量变化的条件下,分析了轮盘空腔与离心压气机的耦合关系,给出了轮盘空腔对离心压气机推力、功率和效率计算的影响及各自的变化规律,并说明了其内在机理。
压力敏感涂料(PSP)技术是近二十年来发展起来的物体表面压力测量的新技术。该技术独特的优势促进了它的快速发展,已从最初在风洞试验和外流气动试验中的应用发展到对叶轮机内部流动的测量。本文介绍了用于叶轮机械内部流动测量的PSP 技术校准系统的组成及校准实验结果。通过对所采集实验图像数据的计算处理,得到了校准特性曲线,与文献的结论基本吻合。同时还对特性曲线的影响因素进行了分析。
优化设计涡轮叶栅,主要目的就是通过减少叶栅内部损失来达到提高效率的目的。多级涡轮三维气动优化设计由于变量样本空间过于庞大,在实践中往往设计周期长,且难以有效实现,采用局部优化设计,通过局部性能的改变进而提高总体性能,可以大大减少样本空间使优化有效进行。根据不同位置、不同损失发生的机理,将描述此列叶栅的不同优化参数根据不同的损失情况进行分组,构成一个优化参数组合群体。通过流场诊断,针对不同的情况采用
本文选择叶片折转角分别为113°、128°和160°的3种高负荷涡轮平面叶栅,开展了直叶栅和正/反弯曲叶栅流场测量和流动显示研究,讨论了叶片弯曲对壁面流谱和流动损失的影响。结果表明:当叶片折转角为113°时,正弯叶片可以减少流动损失,但效果不明显;当叶片折转角为128°时,叶片反弯的效果明显,叶栅损失最大可降低19%,叶片正弯则使得流场恶化;当叶片折转角为160°时,叶片反弯能在一定程度上降低叶栅
以小型燃气轮机为研究对象,针对涡轮通过固壁向压气机导热,推导分析了压气机和涡轮非绝热运行工况热力学模型。基于一定假设,提出了不同的效率定义式,进而从热力循环角度研究了热量传递如何改变整机系统实际出功量和效率,结果表明不同的热量传递方式以及压比温比的改变都会对系统性能造成不同程度的影响。
本文以NASA rotor37 为原型,进行了平行于轴向的前掠设计,利用经过校核的三维数值计算方法对前掠引入前后的压气机内部流动进行了详细的数值模拟。数值计算结果表明前掠可以在一定程度上改善压气机的工作裕度,但同时伴随着压气机的效率和压比的降低。对前掠引入前后压气机内部流场详细的对比分析表明:前掠使叶片顶部上游部分的载荷降低,激波后移,使得间隙泄漏流和激波的相互作用产生的低速区域变小,从而改善了压
在具有前掠叶片的涡轮低压导向叶栅的风洞实验中,测量了静压系数在不同叶高沿叶型的分布。根据静压分布的测量值,通过求解Falkner-Skan 方程,获得不同来流马赫数下叶片边界层内沿流向的速度、压力、密度等参数。然后,将以上结果作为边界层的平均流动值,结合数值离散化的正交曲线坐标系线性抛物化稳定性方程(PSE),对边界层流动的稳定性进行特征值分析。计算结果表明,本文所选用的实验叶栅由于应用了前掠叶片