【摘 要】
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基于布雷顿循环的原理与特点,对典型循环结构的动力部件与换热部件布局的效率和功率性能进行了比较,分析了运行参数对循环效率的影响规律,同时进一步阐述了关键循环动力部件(叶轮机械包括压缩机与透平)与换热部件(热交换器)的综合技术性能及部件选择的差异性.研究表明:实验中循环操作参数取最低温度为32℃、最高温度为342℃、压比为1.65时,循环效率可达31.5％;最低循环温度下降和最高循环温度升高有利于改善循环效率,并且对于复杂循环一般存在最佳压比;根据循环输出功率大小,叶轮机械一般采用径流(＜10 MW时)或轴流
【机 构】
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上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;合肥市太泽透平技术有限公司,安徽合肥230000
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基于布雷顿循环的原理与特点,对典型循环结构的动力部件与换热部件布局的效率和功率性能进行了比较,分析了运行参数对循环效率的影响规律,同时进一步阐述了关键循环动力部件(叶轮机械包括压缩机与透平)与换热部件(热交换器)的综合技术性能及部件选择的差异性.研究表明:实验中循环操作参数取最低温度为32℃、最高温度为342℃、压比为1.65时,循环效率可达31.5％;最低循环温度下降和最高循环温度升高有利于改善循环效率,并且对于复杂循环一般存在最佳压比;根据循环输出功率大小,叶轮机械一般采用径流(＜10 MW时)或轴流结构(≥10 MW时);与常规换热器相比,印刷电路板式换热器具有更为紧凑的结构和高效的换热性能.
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叶片参数化是叶轮机械气动优化过程中十分重要的一个环节,它决定着叶片的气动优化空间.传统叶片是通过叶片几何或特征来实现参数化,很少利用气动参数来实现.为了解决该问题,提出一种基于气动参数的三维叶片参数化方法,该方法通过经验公式将气动参数引入叶片参数化过程,并利用几个重要截面中的两条重要特征曲线(中弧线和厚度分布曲线)实现叶片重构.通过对实际叶片进行参数化可以发现:参数化后叶片与原始叶片之间的几何相对误差最大不超过0.01;两者表面压力系数变化趋势基本一致.因此,该方法不仅能够准确描述三维叶片形状,还将气动参
变几何涡轮使发动机在变工况下的性能得到提升,为了更透彻地了解变几何涡轮导叶转动过程中参数的变化情况,通过数值模拟及试验方法探究可调叶栅过渡态特性.将变几何涡轮导叶进行调节,导叶调大范围为0°～6°,导叶调小范围为0°～-5°,观察过渡态参数变化规律.试验研究表明:导叶在调大及调小过程中,导叶出口质量流量、绝对气流角和绝对马赫数随转角接近线性变化,导叶出口总压损失系数和熵增接近抛物线变化;导叶从0°向-5°转动过程绝对出口马赫数减小了2.2％,总压损失系数增加了37.3％;导叶从0°向6°转动过程中,导叶出
为研究不同吞雨条件下雨滴的运动形式以及各级压气机的性能变化特点,以某三级压气机为研究对象,使用CFX软件进行数值模拟,选择k-ε湍流模型,针对压气机干压缩、整周均匀吞雨和周向非均匀吞雨3种不同工况,对比分析雨水对压气机流场和性能的影响机理.结果 表明:雨滴和空气之间的粘性力引起的额外流动损失以及雨滴的蒸发效果在各级压气机内存在差异,雨水在进口局部区域浓度较大将导致流场沿周向分布不均匀;相比于均匀吞雨,多级压气机非均匀吞雨工况下整机性能下降幅度增大,稳定工作范围进一步减小;雨滴的蒸发强度沿流动方向逐渐增大,
为了提升低转速工况下压气机的气动性能,采用人工神经网络与遗传算法相结合的优化方法对某单级离心压气机离心叶轮的弯特性进行优化计算.利用NUMECA软件对该离心压气机进行了不同转速的数值模拟,得到压气机不同工况下的气动性能.通过设置不同控制参数和曲线形式对离心叶轮叶片进行参数化拟合,以8个改变叶片弯特性的参数为自由参数进行了叶型优化设计,最终得到了优化后的叶轮叶片.结果 表明:优化后在低转速的设计工况下离心压气机压比增加了4.69％,稳定裕度拓宽了17.41％.
排气蜗壳是连接燃气轮机末级涡轮与大气的关键部件,同时也是进一步提高动力装置输出功率最有潜力的部件之一,其与上游末级轴流涡轮因紧密耦合而产生的流动复杂性和非定常性可对涡轮和排气蜗壳的气动性能产生较大影响.国内外研究大多集中于单独的排气蜗壳性能和优化,而对排气蜗壳与轴流涡轮之间耦合的相互作用研究很少.本文主要从排气蜗壳内流动和损失机理、涡轮和排气蜗壳之间流动的相互作用以及排气蜗壳和轴流涡轮耦合的数值研究方法等方面对排气蜗壳内部流场分布及其与轴流涡轮流动相互作用的气动性能研究进展进行综述,重点梳理了二者流动的相
由于缺乏航空发动机/燃气轮机服役环境下叶片温度、应变有效性检测的技术与装置,所以工作叶片的温度环境、载荷环境和应变分布等关键数据的缺失是故障检修工作中的最大困难之一.采用非本征型法布里-珀罗(Extrinsic Farby-Perot Interferometric,EFPI)与光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感技术,研制了一种基于单模光纤的EFPI-FBG复合光纤传感器及其解调设备.通过搭建高温拉伸试验平台,开展了基于DZ125材料试件的复合光纤传感器高温、大应变测量的性能测
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基于氦氙混合工质特性,利用Axial软件对比了不同载荷系数和流量系数情况下涡轮的效率,在载荷系数和流量系数分别为1.8和0.6的情况下涡轮效率较高.在此条件下利用AxCent软件对轴流涡轮进行了三维叶片造型.在ANSYS CFX软件中选用SST湍流模型,在给定的工况下对设计好的叶片采用数值模拟方法分析尾缘折转角、尾缘楔角及安装角对激波损失的影响.研究表明:尾缘折转角在5.5°～6.5°之间,尾缘楔角在11°～13°范围内激波损失最低;安装角在43°～48°之间,随着安装角的增大会使激波损失降低;同时,对原
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本文针对某型燃气轮机轴承腔压力异常升高现象,通过数据分析、现场排查、外观检查、尺寸测量、断口分析、仿真分析等方法,定位了故障原因,提出了压降调节器的阀由线接触的销钉结构改为面接触的垫圈结构的改进方案,使得接触应力由235.5 MPa降低至0.88 MPa,且燃气轮机1200h考核试验后未再出现故障,改进方案合理有效.