葉頂
- 平面葉柵多凹槽葉頂傾斜圓柱孔氣膜冷卻與氣動特性研究
,北京)透平動葉葉頂處流動復(fù)雜,易受高溫燃?xì)鉄g,一直以來都是透平研究的重點(diǎn)。其原因在于一方面高溫葉頂泄漏流強(qiáng)化了葉頂傳熱,惡化了動葉的工作環(huán)境,給葉頂冷卻設(shè)計(jì)帶來挑戰(zhàn);另一方面泄漏流在動葉流道內(nèi)形成泄漏渦,造成氣動損失。因此,設(shè)計(jì)合理高效的葉頂氣膜冷卻布置方案和性能優(yōu)異的葉頂結(jié)構(gòu)對進(jìn)一步提高透平效率,保障透平安全高效運(yùn)行具有重要意義。高杰等對近年來透平葉頂氣熱領(lǐng)域相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行了詳細(xì)總結(jié)[1]。已有研究表明,凹槽葉頂相對于平葉頂在葉頂氣膜冷卻和氣動性能
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2023年9期2023-10-24
- 軸向間距對礦用旋風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)失速性能的影響
隨著壓氣機(jī)節(jié)流，葉頂泄漏流與主流的軸向動量比逐漸增大，泄漏流逐漸溢出前緣，從而導(dǎo)致壓氣機(jī)進(jìn)入失速狀態(tài)。文獻(xiàn)[15-18]研究了徑向渦流與葉頂泄漏流相互作用引發(fā)失速的發(fā)生機(jī)制，發(fā)現(xiàn)角區(qū)分離并不是觸發(fā)風(fēng)機(jī)失穩(wěn)的直接因素，但分離產(chǎn)生的徑向渦流造成了葉頂下游堵塞，推動泄漏流溢出前緣，間接觸發(fā)壓氣機(jī)流動失穩(wěn)。綜上，壓氣機(jī)的失速首發(fā)部位主要位于端區(qū)：一種由葉尖端區(qū)的泄漏流觸發(fā)，另一種由葉根端區(qū)的徑向渦流觸發(fā)。針對葉尖失速，已基于大量研究達(dá)成共識，即由“突尖型”失速起始
煤炭科學(xué)技術(shù) 2023年9期2023-10-21
- 葉頂開槽-小翼結(jié)構(gòu)對軸流風(fēng)機(jī)性能和噪聲影響的數(shù)值研究
匣之間存在間隙,葉頂處的氣流在壓差作用下穿過葉頂間隙,進(jìn)而形成葉頂泄漏流,該泄漏流與主流混合形成的泄漏渦不僅會使風(fēng)機(jī)性能降低[2],還會使氣動噪聲增大[3]。因此,如何通過葉頂改型來有效減少葉頂泄漏渦,進(jìn)而提升風(fēng)機(jī)性能并降低噪聲具有現(xiàn)實(shí)意義。目前,葉頂改型主要分為葉頂小翼和葉頂開槽2種方式。Whitcomb[4]針對外流機(jī)機(jī)翼提出葉頂小翼概念,此后葉頂小翼被引入內(nèi)流葉輪機(jī)領(lǐng)域。張龍新等[5]針對某對旋風(fēng)機(jī)加裝葉頂小翼,指出吸力面小翼可增強(qiáng)葉頂處的穩(wěn)定性,并
動力工程學(xué)報(bào) 2023年9期2023-09-26
- 渦輪動葉傾斜肩壁凹槽狀葉頂氣動性能研究
葉通常采用無圍帶葉頂結(jié)構(gòu),葉頂間隙泄漏產(chǎn)生的氣動損失約占動葉總氣動損失的33.3%[1]。葉頂造型設(shè)計(jì)是一種控制葉頂泄漏流動的重要手段,凹槽狀葉頂作為廣泛采用的葉頂結(jié)構(gòu),其類似迷宮密封的設(shè)計(jì)有效削弱了葉頂泄漏流動[2]。研究人員對凹槽狀葉頂的泄漏流動特征和氣動性能開展研究。鄒正平等[3]指出,葉頂刮削渦具有氣動篦齒的功能,合適的凹槽結(jié)構(gòu)能有效發(fā)揮出刮削渦控制葉頂泄漏流的功能。高杰等[4]研究葉頂泄漏渦的破碎特性,指出0.5%和2.5%葉高間隙下的泄漏渦結(jié)構(gòu)
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2023年5期2023-06-15
- 葉頂間隙對壓入式礦用對旋主通風(fēng)機(jī)葉頂區(qū)域流動性的影響
差的作用下會越過葉頂間隙而形成葉頂泄漏流，并在逆壓梯度的作用下形成泄漏渦，這是葉頂區(qū)域的主要流動特征[1]，也是風(fēng)機(jī)產(chǎn)生流動損失的主要來源。而風(fēng)機(jī)在小流量工況下運(yùn)行時的葉頂間隙泄漏流，不僅影響風(fēng)機(jī)的效率，而且影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。國內(nèi)外學(xué)者針對葉頂泄漏流及其影響進(jìn)行了大量的研究[2-5]。杜鵑等[6]通過對葉頂泄漏流壓氣機(jī)內(nèi)非定常流動的數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，間隙泄漏流非定常波動強(qiáng)度在節(jié)流過程中不斷增強(qiáng)，泄漏流與主流交界面不斷前移直至溢出的兩種特征流動。Nan[7]
煤炭工程 2023年2期2023-03-24
- 葉頂間隙非均勻?qū)Υ笮洼S流風(fēng)機(jī)性能的影響
的機(jī)殼變形,造成葉頂間隙沿周向的不均勻分布,影響風(fēng)機(jī)的性能和流場變化。葉頂間隙是影響軸流風(fēng)機(jī)氣動性能十分關(guān)鍵的因素,國內(nèi)外學(xué)者已對均勻分布的葉頂間隙開展了大量的研究。Freeman等[1-2]研究了葉頂間隙尺寸對軸流壓氣機(jī)性能的影響,發(fā)現(xiàn)隨著葉頂間隙的增加,壓氣機(jī)性能顯著降低。隨著數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展和試驗(yàn)測試技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)在的研究進(jìn)一步著重于葉頂間隙與葉頂泄漏渦的發(fā)展之間的聯(lián)系。祁明旭等[3]通過分析不同間隙情況下的間隙流動發(fā)現(xiàn),隨著動葉葉頂間隙的增加,間
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2022年10期2022-11-02
- 燃?xì)鉁u輪篦齒葉頂流動傳熱特性的數(shù)值研究
構(gòu)，導(dǎo)致渦輪動葉葉頂直接暴露于高溫燃?xì)庵校邷厝細(xì)庠趧尤~葉頂與機(jī)匣的間隙形成高速的泄漏流，使得動葉頂部的熱負(fù)荷顯著增加，導(dǎo)致動葉葉頂成為渦輪部件最易燒蝕和變形的部位，嚴(yán)重威脅渦輪的運(yùn)行安全。此外，葉頂泄漏流與通道流的相互干涉引起的流動損失可占渦輪級總損失的30%以上，因此，航空發(fā)動機(jī)渦輪葉頂流動傳熱特性成為航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)之一。國內(nèi)外研究人員采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法針對渦輪葉頂的流動換熱特性開展了大量研究。Zhong 等[1]研究葉頂間隙尺寸
燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù) 2022年3期2022-09-28
- 機(jī)匣運(yùn)動下不同葉頂渦輪葉柵氣熱性能研究*
實(shí)驗(yàn)室）0 引言葉頂間隙泄漏以及由此帶來的氣動損失和傳熱問題一直是燃?xì)鉁u輪中被關(guān)注的重要問題。研究表明渦輪級中大約1/3 以上的氣動損失是由葉頂泄漏流造成的[1]。針對渦輪動葉葉頂，國內(nèi)外學(xué)者開展了全面而細(xì)致的研究。Lattime 等[2]發(fā)現(xiàn)葉頂間隙與葉高之比每增加1%，渦輪氣動效率將會降低0.8%～1.2%。Li等[3]研究結(jié)果表明當(dāng)葉頂間隙高于1%葉高時，總壓損失與出口馬赫數(shù)成正比。Gao等[4]發(fā)現(xiàn)單位泄漏量的葉頂間隙損失隨著葉頂間隙增加而減少。除
風(fēng)機(jī)技術(shù) 2022年4期2022-09-16
- 透平動葉多凹槽葉頂氣膜冷卻特性的研究
透平動葉中,由于葉頂間隙的存在,部分主流在葉片橫向壓差和葉片進(jìn)出口壓差的作用下經(jīng)由葉頂間隙從壓力面泄漏到吸力面,從而產(chǎn)生泄漏流損失,導(dǎo)致透平效率下降。同時由于流動邊界層較薄,傳熱增強(qiáng),葉頂區(qū)域承受著巨大的熱負(fù)荷,葉片頂部產(chǎn)生燒蝕現(xiàn)象時有發(fā)生,成為導(dǎo)致透平部件失效的重要原因之一,嚴(yán)重影響到燃?xì)廨啓C(jī)安全可靠的運(yùn)行。Bunker[1]指出葉頂是限制燃?xì)廨啓C(jī)使用壽命的主要因素之一。Sunden等[2]認(rèn)為任何針對葉頂的設(shè)計(jì)都需要對泄漏流動特性和傳熱特性進(jìn)行詳細(xì)研究
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2022年8期2022-08-18
- 射流角對帶小翼凹槽葉頂冷卻傳熱性能的影響
氣透平第一級動葉葉頂承受著較高的熱負(fù)荷,且葉頂間隙區(qū)域流動復(fù)雜,是燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動機(jī)高溫?zé)岫瞬考y以有效冷卻的關(guān)鍵區(qū)域之一[1]。凹槽葉頂可以有效減小葉頂間隙區(qū)域的泄漏并降低葉頂區(qū)域的流動換熱[2],因此廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代燃?xì)馔钙絼尤~中。為了進(jìn)一步降低凹槽葉頂的熱負(fù)荷,研究者提出了帶小翼的凹槽葉頂結(jié)構(gòu),由于其具有優(yōu)良的氣動與傳熱性能,因此受到了燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動機(jī)透平葉頂研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注[3]。氣膜冷卻是凹槽葉頂冷卻的重要方法之一,研究表明:采用高效的氣膜
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2022年7期2022-07-19
- 雙葉片半開式潛污泵葉頂間隙對內(nèi)部流動特性的影響
葉輪與泵體之間的葉頂區(qū)設(shè)有一定的間隙［1］。如葉頂間隙設(shè)計(jì)得不合理，會使泵的效率下降且流動不穩(wěn)定。毋杰［2］等分析了葉頂間隙值與邊界層厚度之間的關(guān)系，為設(shè)計(jì)過程確定半開式離心泵葉頂間隙提供了參考。黎義斌［3］等發(fā)現(xiàn)小葉頂間隙條件下斜流泵水力性能最優(yōu)，葉頂間隙增大降低了葉片做功能力。Jia 等［4］發(fā)現(xiàn)較大的葉頂間隙可以改善低比轉(zhuǎn)速離心泵的駝峰現(xiàn)象。張文武等［5］發(fā)現(xiàn)混流泵中葉頂間隙變化量與效率減小量呈線性關(guān)系。以上研究說明葉頂間隙的尺寸對泵的水力性能有著至
中國農(nóng)村水利水電 2022年5期2022-05-24
- 葉頂間隙對多相混輸泵內(nèi)流動特性的影響
構(gòu)，同時為了避免葉頂與葉輪室之間的摩擦，需要留出一定的間隙，即為葉頂間隙.流體在壓差作用下形成葉頂泄漏流，并且進(jìn)一步演變?yōu)?span id="j5i0abt0b" class="hl">葉頂泄漏渦[5-6].葉頂泄漏流和泄漏渦對泵性能影響較大，如降低揚(yáng)程和效率，產(chǎn)生噪聲和振動從而可能誘發(fā)安全事故[7-8].基于上述問題，國內(nèi)外許多學(xué)者針對葉頂間隙展開了研究.在混輸泵方面，ZHANG等[9]基于數(shù)值模擬方法研究了葉頂間隙對多相混輸泵流動特性的影響，并指出隨著葉頂間隙的增加，葉輪內(nèi)泄漏流與泄漏渦卷吸作用增強(qiáng).SHI等[10
排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào) 2022年4期2022-04-25
- 透平動葉葉頂氣膜冷卻設(shè)計(jì)方案研究
的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，動葉葉頂往往是葉片上溫度最高的區(qū)域。由于存在葉頂間隙和復(fù)雜的二次流，葉頂區(qū)域的流動和傳熱設(shè)計(jì)存在一定難度。如果動葉葉頂冷卻設(shè)計(jì)不佳，就可能造成葉頂區(qū)域的涂層過早剝落，嚴(yán)重時可能造成金屬基材燒蝕，增加檢修服務(wù)的成本。因此隨著透平進(jìn)口燃?xì)鉁囟鹊牟粩嗵岣撸瑢尤~葉頂展開冷卻優(yōu)化設(shè)計(jì)研究尤為重要。透平葉片葉頂區(qū)域的流動換熱相當(dāng)復(fù)雜，近年來研究人員已獲得一些研究成果。Ameri等[1]通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算相結(jié)合的方式研究了第1級透平葉片葉頂傳熱系數(shù)的分布規(guī)律。
熱力透平 2022年1期2022-03-24
- 葉頂間隙流動中的渦結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)研究
82)0 引 言葉頂間隙流動常見于導(dǎo)管螺旋槳、水輪機(jī)及軸流泵等水力機(jī)械設(shè)備中（如圖1（a）所示），是流體在壓差（主流方向壓差和葉片正背面壓差共同作用）驅(qū)動下的葉頂繞流運(yùn)動。葉頂端壁雖然有助于改善轉(zhuǎn)子效率和設(shè)備的水動力噪聲，但是高轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)子葉頂間隙空化問題一直較為嚴(yán)重（如圖1（b）所示）。在無端壁轉(zhuǎn)子運(yùn)行工況下，受葉片載荷和雷諾數(shù)影響的梢渦結(jié)構(gòu)是引起葉頂空化的主要因素。葉頂端壁的出現(xiàn)會改變梢渦的分布狀態(tài)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時間隙的存在會引起轉(zhuǎn)子的頂部射流。根據(jù)空
空氣動力學(xué)學(xué)報(bào) 2022年1期2022-03-16
- 透平級帶壓力側(cè)小翼凹槽葉頂的傳熱與氣膜冷卻性能研究
著較高的熱負(fù)荷,葉頂是透平級傳熱系數(shù)最高且難以有效冷卻的區(qū)域之一[1]。相對于平頂結(jié)構(gòu),凹槽葉頂可以有效減小葉頂間隙泄漏并降低葉頂區(qū)域的流動換熱[2],因此凹槽結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代燃?xì)馔钙郊墑尤~中。然而,傳統(tǒng)凹槽葉頂由于壓力側(cè)和吸力側(cè)均存在肩壁,導(dǎo)致凹槽底部出現(xiàn)局部高傳熱區(qū),嚴(yán)重影響凹槽葉頂的冷卻傳熱性能和運(yùn)行安全[3]。帶壓力側(cè)小翼的凹槽葉頂由于壓力側(cè)無肩壁結(jié)構(gòu),可有效消除凹槽底部的局部高傳熱區(qū)、使葉頂的熱負(fù)荷分布均勻,受到了航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)透平葉頂研
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2022年3期2022-03-15
- 壓力側(cè)冷卻流對凹槽葉頂氣膜冷卻與傳熱性能的影響
49,西安)凹槽葉頂由于具有良好的氣動傳熱性能,因此在現(xiàn)代燃?xì)馔钙絼尤~葉頂中應(yīng)用廣泛[1]。由于透平進(jìn)口溫度不斷升高,凹槽葉頂的局部熱負(fù)荷升高[1],因此需要采用高效的氣膜冷卻技術(shù)降低高傳熱區(qū)域的熱負(fù)荷,以保障凹槽葉頂的運(yùn)行安全。研究表明:高熱負(fù)荷區(qū)域集中在凹槽前緣、凹槽中部、兩側(cè)肩壁和葉頂尾緣[2-4]。前緣泄漏流進(jìn)入凹槽后會沖擊凹槽底部壁面,形成凹槽前緣高傳熱區(qū)。中部泄漏流在刮削渦和凹槽腔室渦的作用下形成沖擊流,導(dǎo)致了凹槽中部高傳熱區(qū)。由于兩側(cè)肩壁和葉
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2022年3期2022-03-15
- 軸流風(fēng)扇葉頂溝槽對間隙流動控制機(jī)理研究
業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。由于葉頂間隙的存在，壓力面和吸力面兩側(cè)在葉頂的壓差導(dǎo)致風(fēng)扇葉頂存在泄漏流動。對于間隙較大的民用風(fēng)扇，葉頂泄漏流是最重要的氣動損失源之一，并具有高度三維特性和非定常特性。而且，葉頂泄漏渦的產(chǎn)生、發(fā)展和破碎導(dǎo)致了較強(qiáng)的渦流噪聲，也是透平機(jī)械系統(tǒng)噪聲產(chǎn)生主要的來源之一［1-4］。國外學(xué)者對葉輪機(jī)械葉頂泄漏渦的控制發(fā)展了多種方法，對葉頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理是近些年的研究熱點(diǎn)，葉頂小翼是其中的熱點(diǎn)之一［5-10］。國內(nèi)學(xué)者如胡小文等［11］研究了吸力面采用葉頂小
流體機(jī)械 2021年8期2021-09-26
- 壓氣機(jī)模化中葉頂間隙對氣動性能影響的數(shù)值研究
氣機(jī)內(nèi)的氣流通過葉頂間隙由動葉片壓力側(cè)進(jìn)入吸力側(cè),在吸力側(cè)流道內(nèi)形成泄漏射流及泄漏渦,會導(dǎo)致壓氣機(jī)的級性能惡化。研究表明,泄漏流是壓氣機(jī)發(fā)生堵塞和流動損失的重要原因之一,造成的流動損失約占總氣動損失的20%～40%[1-3]。有關(guān)葉頂間隙對壓氣機(jī)性能影響的研究是壓氣機(jī)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一,目前有大量文獻(xiàn)圍繞改變間隙、形狀進(jìn)行研究[4]。楚武利等通過試驗(yàn)研究了葉頂間隙對葉輪效率及壓升的影響,并測量了葉輪內(nèi)部流場[5]。陸華偉等測試了葉頂間隙尺寸變化對葉柵氣動
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年8期2021-08-05
- 發(fā)動機(jī)工況下透平級凹槽葉頂冷卻傳熱性能研究
49,西安)凹槽葉頂是目前高壓透平中應(yīng)用最為廣泛的葉頂結(jié)構(gòu)[1]。隨著透平進(jìn)口溫度的升高,凹槽葉頂的熱負(fù)荷不斷增大,需要采用葉頂冷卻技術(shù)來保證透平的運(yùn)行安全。氣膜冷卻是重要的高效葉頂冷卻技術(shù)[2],對于增強(qiáng)熱端部件的熱防護(hù),確保透平的運(yùn)行安全起到了關(guān)鍵作用。對凹槽葉頂氣膜冷卻和傳熱性能開展研究具有十分重要的學(xué)術(shù)和工程研究價(jià)值。葉頂氣膜孔的布置方案是影響凹槽葉頂氣膜冷卻有效性的重要因素之一[2]。Kwak等的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)氣膜孔布置在凹槽底部中弧線位置時,
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年7期2021-07-13
- 葉頂泄漏流對半開式離心泵葉輪流動結(jié)構(gòu)的影響
制造時留有一定的葉頂間隙[1-4].葉頂間隙的存在是導(dǎo)致半開式葉輪泵揚(yáng)程效率偏低的重要因素.晁文雄等[5]發(fā)現(xiàn)葉頂間隙的取值范圍對半開式復(fù)合葉輪離心泵的水力特性有顯著影響,減小葉頂間隙,離心泵效能利用率有所提高.Jia等[6]發(fā)現(xiàn)較大的葉頂間隙可以改善低比轉(zhuǎn)速離心泵的駝峰現(xiàn)象.葉輪工作時葉片周圍介質(zhì)受葉片壓力面和吸力面兩側(cè)壓差影響,進(jìn)入葉頂間隙層中形成間隙流,雖然葉頂間隙流區(qū)域與主流區(qū)域相比占比小[7-8],但間隙處的泄漏流對泵性能的影響不容忽視.流體從葉
蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年3期2021-07-05
- 葉輪葉頂厚度對噴水推進(jìn)軸流泵空化性能的影響研究
%弦長位置，改變葉頂處最大厚度，分別設(shè)計(jì)為3 mm，5 mm，7 mm及9 mm，同時保證葉頂至葉根最大厚度呈線性分布。采用NUMECA的AutoGrid5模塊來完成網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格模型如圖2所示。葉片區(qū)域網(wǎng)格均采用OH型，為了加密葉片近壁面網(wǎng)格以保證y+值接近1，其近壁面網(wǎng)格采用O型網(wǎng)格。為了減少網(wǎng)格數(shù)量對計(jì)算結(jié)果的影響，進(jìn)行網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證，結(jié)果如圖3所示。當(dāng)模型計(jì)算域網(wǎng)格數(shù)為134萬，進(jìn)一步增加網(wǎng)格數(shù)目，本模型效率的變化在0.5%以內(nèi)，揚(yáng)程的變化范圍僅有
艦船科學(xué)技術(shù) 2021年5期2021-07-03
- 動葉凹槽狀葉頂氣膜冷卻有效度和氣動性能不確定性量化研究
中,第一級動葉的葉頂直接暴露于高溫燃?xì)庵?動葉頂部與機(jī)匣間隙中的高速泄漏流在降低動葉氣動效率的同時也導(dǎo)致了葉頂具有高傳熱系數(shù),這使得動葉葉頂極易在高熱負(fù)荷下失效[1],所以葉頂間隙的高速泄漏流及其復(fù)雜的流動狀態(tài)一直是渦輪葉片流動換熱領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行狀況下的動葉葉頂固有地存在著許多不確定性因素,比如葉頂間隙由于高溫燃?xì)獾那治g或者加工誤差的影響將會呈現(xiàn)隨機(jī)分布,而動葉進(jìn)口氣體的滯止壓力、湍流強(qiáng)度、溫度等也均呈現(xiàn)一定的不確定性。傳統(tǒng)的葉頂研究中將上述不確
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年5期2021-05-10
- 液環(huán)泵葉片軸向葉頂凹槽間隙流場及其性能
.對流體機(jī)械葉輪葉頂間隙流動的控制可概括為主動控制與被動控制方法，葉頂間隙主動控制通過引入外界能量(等離子激勵、射流等)對間隙流動進(jìn)行干預(yù)[8]，從而實(shí)現(xiàn)對流場的控制及性能的提升；葉頂間隙流動的被動控制方法主要通過改變間隙流道形狀(凹槽、葉頂小翼等設(shè)計(jì))來改變泄漏流動結(jié)構(gòu)[9-10].楊佃亮等[11]通過數(shù)值方法研究了燃?xì)廨啓C(jī)葉頂凹槽深度對泄漏流的影響.高杰等[12]研究了葉頂凹槽橫向肋條的布置方式對泄漏流動及氣動性能的影響.孟慶鶴等[13]研究了非均勻凹
排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào) 2021年4期2021-04-17
- 橢圓孔及偏轉(zhuǎn)角對凹槽葉頂氣膜冷卻流動換熱特性的影響
流與泄漏渦,惡化葉頂傳熱并產(chǎn)生泄漏損失。為改善渦輪葉頂的傳熱與氣動性能,合理設(shè)計(jì)葉頂結(jié)構(gòu)會對泄漏流的減少與傳熱系數(shù)的降低起到十分重要的作用[1]。對帶有凹槽結(jié)構(gòu)的動葉葉頂研究是泄漏流領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)。Yang等對凹槽式葉頂結(jié)構(gòu)的研究表明,將平面葉頂替換成凹槽式葉頂不僅改善了葉頂的傳熱性能,而且降低了葉頂的泄漏流量[2-3]。Heyes等研究了直葉柵中半凹槽式的單側(cè)突起結(jié)構(gòu)特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)單側(cè)突起結(jié)構(gòu)尤其是吸力面的單側(cè)突起結(jié)構(gòu)能有效降低葉頂泄漏流量[4]。Bunke
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年1期2021-02-01
- 不同葉頂間隙下斜流泵內(nèi)部流動特性的數(shù)值模擬
面與背面壓差造成葉頂泄漏流產(chǎn)生.葉頂泄漏流不僅導(dǎo)致泄漏損失，而且泄漏流與主流卷吸形成的葉頂泄漏渦會堵塞流道，誘導(dǎo)水力振蕩，影響泵的穩(wěn)定運(yùn)行[4].目前，國內(nèi)外學(xué)者通過數(shù)值模擬和試驗(yàn)對斜流泵葉頂泄漏流進(jìn)行了深入研究.GOTO等[5-7]研究葉頂間隙對葉輪內(nèi)泄漏流與二次流的相互作用，發(fā)現(xiàn)無蓋板時流量-揚(yáng)程曲線出現(xiàn)“駝峰”的臨界流量更小，且“駝峰”主要由葉輪內(nèi)二次流造成.同時，葉頂泄漏流與二次流的干涉作用可削弱葉輪出口的尾跡射流強(qiáng)度，抑制葉片吸力面上的流動分離現(xiàn)
排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào) 2020年8期2020-08-17
- 端壁開縫改善軸流泵駝峰的機(jī)理
。在駝峰工況區(qū)，葉頂泄漏流呈旋渦狀向葉輪進(jìn)口方向發(fā)展，與來流共同作用堵塞葉頂通道，導(dǎo)致葉頂區(qū)域揚(yáng)程突降。在葉片正背面壓差作用下，縫內(nèi)建立的噴射與抽吸的流動循環(huán)可使相對液流角在0.9倍相對葉高處以上部分明顯降低，最大降幅62°，平均泄漏強(qiáng)度降低41.4%，葉頂中部附面層厚度降低18 mm，有效抑制由葉頂泄漏渦與主流相互作用造成的堵塞，并可削弱葉頂部位由葉頂泄漏渦等二次流誘發(fā)的壓力脈動，是改善軸流泵駝峰區(qū)以及提升小流量工況效率的原因。端壁開縫具有改善軸流泵駝峰
農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2020年23期2020-03-03
- 動葉葉頂迷宮刷式密封的透平級氣動性能研究
在透平機(jī)械中,動葉頂部與靜子之間的葉頂間隙會引起氣流泄漏,造成能量損失,泄漏損失主要發(fā)生在泄漏流與主流的摻混過程中,隨著葉頂間隙的增大,泄漏流量增大,從而導(dǎo)致更大的摻混損失和對下游靜葉的攻角損失。因此,分析葉頂泄漏流與主流的摻混機(jī)制以及泄漏損失的產(chǎn)生機(jī)理,可提高透平機(jī)械的效率。Denton等建立了動葉圍帶頂部泄漏流動的損失計(jì)算模型和經(jīng)驗(yàn)公式,并指出,從葉頂密封進(jìn)口至密封出口,泄漏流周向速度變化很小,泄漏流與主流周向速度差異較大,引起了較大的摻混損失[1]。
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2019年11期2019-11-12
- 凹槽狀小翼對渦輪動葉葉頂氣動和傳熱性能的影響
向發(fā)展。渦輪動葉葉頂間隙的高溫泄漏燃?xì)馀c動葉主流通道渦和二次流渦相互摻混,降低了動葉氣動效率,同時導(dǎo)致動葉頂部產(chǎn)生高傳熱系數(shù),具有高熱負(fù)荷的動葉頂部傳熱及冷卻問題導(dǎo)致葉頂燒蝕是渦輪動葉失效的主要原因[1]。動葉葉頂和機(jī)匣之間存在相對運(yùn)動,高溫泄漏燃?xì)庠谛D(zhuǎn)作用下受到離心力、科氏力的影響,葉頂間隙的復(fù)雜流動形態(tài)為凹槽葉頂構(gòu)型設(shè)計(jì)帶來了挑戰(zhàn)。目前,為減少葉頂間隙泄漏損失、降低葉頂的熱負(fù)荷,從而提高渦輪動葉的氣熱性能,Bunker等指出,構(gòu)型設(shè)計(jì)是提高葉頂氣熱性
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2019年9期2019-09-10
- 葉輪葉頂間隙對離心制冷壓縮機(jī)性能的影響
葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)時,由于葉頂間隙的存在,葉頂泄漏流與葉道主流相互作用,產(chǎn)生復(fù)雜流動現(xiàn)象,對壓縮機(jī)氣動性能會產(chǎn)生較大影響。Hah等的研究表明,由于離心葉輪葉頂間隙的存在,葉頂泄漏流明顯改變了壓縮機(jī)內(nèi)流場,惡化了葉輪的氣動性能[1]。劉長勝等通過對帶擴(kuò)壓管的離心式壓縮機(jī)級進(jìn)行試驗(yàn)和數(shù)值模擬,葉頂間隙的存在使采用半開式葉輪的離心壓縮機(jī)性能下降,且在大間隙情況下影響更顯著[2-3]。高麗敏等的研究表明,葉頂間隙并非越小越好,可能存在一個最優(yōu)間隙,使得葉輪流動損失最小[4]
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2019年7期2019-07-11
- 多級軸流超臨界二氧化碳壓氣機(jī)氣動性能研究
動結(jié)構(gòu)，并探討了葉頂間隙對于軸流壓氣機(jī)性能的影響規(guī)律。1 熱力設(shè)計(jì)SCO2壓氣機(jī)的初始設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示，在一維設(shè)計(jì)過程中考慮了葉型損失、端壁損失、二次流損失和葉尖間隙損失。由于SCO2的密度較高，SCO2壓氣機(jī)內(nèi)的流動多為亞聲速流動，因此可以忽略激波損失。表1 初始設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)已有的文獻(xiàn)資料，本文首先預(yù)設(shè)了流量系數(shù)φ、反動度Ω、流動角α、能頭系數(shù)ψ等設(shè)計(jì)參數(shù)，然后根據(jù)上述參數(shù)確定壓氣機(jī)級數(shù)，并在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行反復(fù)迭代計(jì)算，最終得到具有最優(yōu)性能的參數(shù)組合。
熱力透平 2019年2期2019-06-17
- 對旋軸流風(fēng)機(jī)葉頂形態(tài)對其性能的影響
間隙。研究表明，葉頂間隙的形態(tài)對風(fēng)機(jī)的效率、全壓和噪聲等會產(chǎn)生重要影響。葉學(xué)民等[2]采用數(shù)值模擬的方法研究了幾種葉頂形態(tài)對電廠用軸流風(fēng)機(jī)性能的影響。李凱倫等[3]通過試驗(yàn)探究了葉頂間隙對電廠用動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的性能和失速特性的影響。田翠茹等[4]對三種葉頂間隙的流場進(jìn)行數(shù)值模擬，探究了葉頂間隙對風(fēng)機(jī)性能和葉頂泄漏渦的影響?，F(xiàn)階段，關(guān)于軸流風(fēng)機(jī)葉頂間隙領(lǐng)域的研究主要集中在間隙的大小和形態(tài)對非對旋軸流風(fēng)機(jī)性能影響的方面，而關(guān)于對旋軸流風(fēng)機(jī)兩級葉輪葉頂形態(tài)對風(fēng)
液壓與氣動 2019年5期2019-05-21
- 對旋軸流風(fēng)機(jī)葉頂間隙對其性能的影響
軌跡不同心，因此葉頂與風(fēng)筒壁面之間存在一定的間隙。李鵬敏[2]通過數(shù)值模擬探究了三種不同葉頂間隙形態(tài)對風(fēng)機(jī)性能及葉片動態(tài)特性的影響。葉學(xué)民等[3]模擬了不同葉頂形狀對兩級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)性能的影響。王慧[4]對不同葉頂間隙下軸流風(fēng)機(jī)的葉頂泄漏流的聲場、全壓、效率、功率等主要性能參數(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬，并設(shè)計(jì)了麥克風(fēng)陣列試驗(yàn)對仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。以上研究表明，葉頂間隙的大小和形態(tài)會對風(fēng)機(jī)的性能產(chǎn)生很大的影響[5]，但針對不同葉頂間隙對礦用對旋軸流風(fēng)機(jī)性能的影響方面
液壓與氣動 2019年4期2019-04-22
- 葉頂間隙幾何不確定性對離心葉輪氣動性能的影響
等影響,離心葉輪葉頂間隙的幾何尺寸呈現(xiàn)出一定的隨機(jī)可變性,致使葉輪葉片上的載荷分布、邊界層流態(tài)、分離流等與理想狀態(tài)存在差異,導(dǎo)致葉輪實(shí)際運(yùn)行性能偏離理想期望值,甚至急劇下降,對整機(jī)高效穩(wěn)定和安全可靠運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅[1]。因此,精確量化葉頂間隙幾何不確定性對離心葉輪氣動性能和內(nèi)部流場的影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在葉頂間隙對離心葉輪氣動性能的影響方面,芬蘭拉普蘭塔理工大學(xué)的Saaresti等對離心壓縮機(jī)的葉頂間隙展開了數(shù)值模擬,結(jié)果表明,葉頂間隙對離心葉輪氣動
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2018年11期2018-11-14
- 軸流壓氣機(jī)近失速工況下軸向間隙對徑向流影響的研究*
為O4H型；動葉葉頂間隙采用蝶形網(wǎng)格。對葉頂間隙和葉片表面邊界層進(jìn)行加密，第一層網(wǎng)格厚度為3×10-6m。除去葉片前緣部分區(qū)域外，葉片表面壁面Y+值均小于1。對進(jìn)出口流道適當(dāng)延長以確保流場的均勻性。單通道葉柵網(wǎng)格模型如圖1所示，根據(jù)網(wǎng)格敏感性分析及考慮計(jì)算能力限制，總網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)約為163萬。圖1 單通道網(wǎng)格模型Fig.1 Single-channel mesh model1.3 邊界條件及時間步長設(shè)置本文單通道數(shù)值模擬計(jì)算邊界條件設(shè)置為：給定進(jìn)口總溫(28
風(fēng)機(jī)技術(shù) 2018年4期2018-11-13
- 提升兩級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)性能的葉頂形狀數(shù)值研究
意義。研究表明：葉頂間隙形狀是影響通風(fēng)機(jī)全壓、效率和噪聲的重要因素，合理的葉型選擇對于保證風(fēng)機(jī)高效運(yùn)行具有重要作用[2-3]。目前，葉頂間隙領(lǐng)域內(nèi)的研究主要集中在改變葉頂形狀和控制葉頂間隙兩方面。在改變葉頂形狀方面，周敏等[4]基于數(shù)值模擬分析了3種在葉片尾部開槽處理方案對壓氣機(jī)的影響，發(fā)現(xiàn)尾部凹槽處的射流可控制和延緩附面層分離，從而降低總壓損失和提高流場穩(wěn)定性。陸華偉等[5]通過實(shí)驗(yàn)與模擬相結(jié)合的方法探討了葉頂開槽、吸力面開槽及葉頂-吸力面開槽對某壓氣機(jī)
空氣動力學(xué)學(xué)報(bào) 2018年4期2018-10-08
- 軸流泵葉頂泄漏渦與垂直渦空化特性
領(lǐng)域[1]。由于葉頂間隙的存在，葉頂區(qū)空化極其復(fù)雜，常伴存著葉頂間隙空化、射流剪切層空化、葉頂泄漏渦空化、葉片吸力面片狀空化。且這幾種復(fù)雜空化類型相互干涉，堵塞流道，降低葉片載荷，誘導(dǎo)流動失穩(wěn)[2-3]。近年來，數(shù)值模擬被大量應(yīng)用于水力機(jī)械內(nèi)部流場及空化的預(yù)測[4-9]。李忠[10]采用RNGk-ε等模型對軸流泵內(nèi)部流場進(jìn)行三維定常計(jì)算，結(jié)果表明空化主要發(fā)生于泄漏渦渦核內(nèi)部，且空化的位置由葉片葉頂區(qū)的壓差所決定。施衛(wèi)東等[6-7]利用不同的湍流模型模擬軸流
農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2018年12期2018-07-19
- CFD在軸流渦輪氣動性能計(jì)算上的應(yīng)用
重點(diǎn)在于研究不同葉頂間隙高度對渦輪氣動性能的影響，為此采用控制變量的方法，每次只改變某一級動葉的葉頂間隙，保持其他動葉的葉頂間隙不變（如表2所示）網(wǎng)格數(shù)量情況：靜葉網(wǎng)格數(shù)量在45～50W之間，動葉網(wǎng)格數(shù)量60W以上，邊界部分適當(dāng)加大網(wǎng)格數(shù)量，以確保計(jì)算精度。2.2 數(shù)值條件設(shè)定在設(shè)置其他條件之前要適當(dāng)延長渦輪進(jìn)口、出口的長度，以減小氣流擾動的影響。在本次計(jì)算中軸流式渦輪機(jī)的進(jìn)口邊界設(shè)置包括進(jìn)口氣流速度方向、總壓、流量和總溫等。另外，在絕大多數(shù)渦輪的出口都是
中國設(shè)備工程 2018年12期2018-06-28
- 跨聲速壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉頂區(qū)域流場非定常計(jì)算和POD分析
流式壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的葉頂間隙流動對壓氣機(jī)的穩(wěn)定性和性能具有重要的影響，葉頂間隙流動復(fù)雜，是壓氣機(jī)研究設(shè)計(jì)中最為棘手的問題之一。自從Rains[1]首次針對葉頂間隙流動開展研究以來，國內(nèi)外許多學(xué)者通過葉頂間隙流動相關(guān)理論與先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段得到了葉頂間隙流動的基本結(jié)構(gòu)和流動特征。研究表明，葉頂區(qū)域的流動損失占據(jù)葉片總流動損失的30%以上，并且會誘發(fā)旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生。Adamczyk等[2]對跨聲速壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子NASA 67葉頂區(qū)域流場進(jìn)行數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)隨著流量的減小，葉
動力工程學(xué)報(bào) 2018年6期2018-06-27
- 隔板位置對透平級凹槽葉頂傳熱和冷卻性能的影響
平級中,由于動葉葉頂各個側(cè)面都直接與高溫燃?xì)饨佑|,受葉頂間隙內(nèi)泄漏流的沖擊,動葉頂部的熱負(fù)荷非常顯著,容易受到高溫燃?xì)獾臒g破壞。為了降低動葉葉頂的熱負(fù)荷,可以通過改進(jìn)動葉的葉頂結(jié)構(gòu)[1]和采用有效的氣膜冷卻方式[2]來改善葉頂區(qū)域的傳熱性能。對于工作在透平級中的動葉柵,由于動葉頂端壁和葉頂間存在相對運(yùn)動,葉頂間隙內(nèi)泄漏流的發(fā)展受到較大程度的影響[3]。因此,開展透平級環(huán)境、動葉旋轉(zhuǎn)條件下葉頂傳熱和冷卻特性的研究,對于揭示燃?xì)馔钙秸鎸?shí)運(yùn)行工況中葉頂泄漏流的
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2018年5期2018-05-16
- 隔板位置對凹槽葉頂傳熱和冷卻性能的影響
荷逐漸增大。受到葉頂泄漏流的影響,高溫燃?xì)鉀_擊葉頂并產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。為了改善動葉頂部的傳熱性能,對葉頂幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)并采用合理的氣膜冷卻方式尤為重要。目前,國內(nèi)外針對動葉頂部傳熱與氣膜冷卻特性開展了較多研究。Kwak等采用瞬態(tài)液晶技術(shù)測量了2種吹風(fēng)比、3種葉頂間隙下GE-E3航空發(fā)動機(jī)第1級平頂動葉與凹槽頂動葉的葉頂傳熱性能和氣膜冷卻有效度分布[1-2]。Bunker等利用瞬態(tài)液晶法測量得到了不同葉頂間隙、湍流強(qiáng)度條件下葉頂的傳熱系數(shù)分布[3]。Pal
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2018年3期2018-04-18
- 葉尖小翼安裝位置對軸流風(fēng)機(jī)性能的影響
0)由于軸流風(fēng)機(jī)葉頂間隙的存在，葉頂部分流體在壓差的作用下從壓力面泄漏至吸力面，泄漏流損失了葉尖部分的做功能力.泄漏流在葉頂形成泄漏渦，并在下游與主流混合阻塞通道造成氣動損失，約占風(fēng)機(jī)損失的30%[1].因此減小葉頂泄漏流是提高軸流風(fēng)機(jī)性能的重要途徑.因此，學(xué)者們進(jìn)行了一系列的研究工作.其中，在葉頂安裝葉尖小翼的方法引起了廣大學(xué)者的關(guān)注.葉尖小翼(也稱端導(dǎo)葉片)最早是Whitcomb關(guān)于飛機(jī)機(jī)翼提出的概念[2]，隨后學(xué)者們將其引入葉輪機(jī)械領(lǐng)域.依鳳鳴[3]
動力工程學(xué)報(bào) 2018年3期2018-03-27
- 葉頂間隙對軸流風(fēng)機(jī)性能影響的大渦模擬研究?
金學(xué)院）0 引言葉頂間隙中的泄漏流動對軸流式通風(fēng)機(jī)的性能有很大的影響。關(guān)于葉頂間隙對軸流式風(fēng)機(jī)影響的問題國內(nèi)外研究者進(jìn)行了大量的研究[1-4]，其中，毛佳妮等[5]采用Spalan-Allmaras模型通過改變葉頂的形狀來研究葉頂間隙流，設(shè)計(jì)了一種新型葉片，能減少葉頂間隙泄漏渦的產(chǎn)生和通過葉頂間隙的泄漏量。T.Fukano等[6]研究了葉頂間隙對軸流風(fēng)扇噪聲的影響，結(jié)果顯示：葉頂間隙處產(chǎn)生的渦流和泄漏流是噪聲產(chǎn)生的主要來源。劉洋等[7]采用Realizab
風(fēng)機(jī)技術(shù) 2018年1期2018-03-21
- 翼型化葉頂對微型噴水推進(jìn)泵內(nèi)流場的影響
式葉片泵在運(yùn)行時葉頂間隙區(qū)存在泄漏流動，產(chǎn)生泄漏漩渦，導(dǎo)致空化、振動及流動穩(wěn)定等方面的負(fù)面影響[1-3]，因此有必要對其運(yùn)行過程葉頂泄漏流動及漩渦分布和其流動穩(wěn)定性進(jìn)行研究。軸流泵葉片葉頂一般與管壁平行，葉頂軸向截面形狀類似于直線形或接近直線的弧形，在葉頂區(qū)域內(nèi)，葉片與葉頂截面形狀類似于矩形形狀，形狀不似流線形，不利于流動，導(dǎo)致葉頂處漩渦分布密集。楊軍虎等[4]對葉片工作面輪緣處進(jìn)行修圓處理，發(fā)現(xiàn)修圓有利于改善間隙流動；Laborde等[5]通過改變不同葉
中國農(nóng)村水利水電 2018年2期2018-03-21
- 葉頂間隙對高壓比離心壓氣機(jī)性能的影響機(jī)理
定性息息相關(guān)．而葉頂間隙泄漏流對壓氣機(jī)的性能具有關(guān)鍵性的影響，文獻(xiàn)[1-3]指出葉頂間隙泄漏流是壓氣機(jī)流動損失的主要來源之一．目前,關(guān)于葉輪機(jī)械的流場研究多借助數(shù)值仿真手段[4-5],對葉頂間隙的研究大多都關(guān)注軸流式的壓氣機(jī)葉輪[6-8]，文獻(xiàn)[9]對軸流式跨音速壓縮機(jī)葉尖間隙進(jìn)行數(shù)值研究．文獻(xiàn)[10]研究不同葉輪葉頂間隙與過渡模型對軸流式壓氣機(jī)的影響．文獻(xiàn)[11]利用能量法和氣動彈性特征值法分析了葉尖間隙對軸向壓縮機(jī)葉片的氣動彈性穩(wěn)定性的影響．文獻(xiàn)[12
- 燃?xì)廨啓C(jī)渦輪動葉頂部氣動與傳熱特性的數(shù)值研究
氣輪機(jī)中，渦輪動葉頂部間隙高度通常為葉高的1.0%～2.0%。由于間隙兩側(cè)的壓力面和吸力面存在壓差，在間隙中通常會發(fā)生泄漏流動，且葉頂間隙過大會帶來更多的氣動損失[1]，同時葉頂承受較強(qiáng)的高溫泄漏流熱負(fù)荷，很容易造成葉頂損傷。合理的葉頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對于減小泄漏流帶來的氣動損失和改善葉頂的傳熱性能具有重要的意義。動葉葉頂設(shè)計(jì)中應(yīng)主要關(guān)注：葉頂區(qū)域的流動及傳熱特性，葉頂間隙控制及影響，氣膜孔布置，葉頂幾何形狀設(shè)計(jì)及內(nèi)部冷卻通道近葉頂區(qū)設(shè)計(jì)[1]。為此，國內(nèi)外研究
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2017年6期2018-01-16
- 燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉頂間隙氣熱技術(shù)研究進(jìn)展
01燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉頂間隙氣熱技術(shù)研究進(jìn)展高杰*， 鄭群， 岳國強(qiáng)， 董平， 姜玉廷哈爾濱工程大學(xué) 動力與能源工程學(xué)院， 哈爾濱 150001渦輪葉頂間隙泄漏流動對其流道內(nèi)氣動損失、傳熱狀況甚至總體效率都有較為明顯的影響，是降低渦輪氣熱性能的關(guān)鍵因素之一。長期以來，葉頂間隙區(qū)域的流動傳熱機(jī)理及其氣熱控制一直是燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域研究的一個熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。鑒于此，從葉頂間隙泄漏流動機(jī)理及影響因素、間隙泄漏控制方法、葉頂傳熱冷卻機(jī)理、影響因素與控制、葉頂間隙氣熱優(yōu)化以及
航空學(xué)報(bào) 2017年9期2017-11-20
- 葉頂形狀對軸流風(fēng)機(jī)氣動噪聲影響的數(shù)值研究
071003)?葉頂形狀對軸流風(fēng)機(jī)氣動噪聲影響的數(shù)值研究葉學(xué)民， 張建坤， 李春曦(華北電力大學(xué) 電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北保定 071003)以某兩級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)為例，采用Fluent軟件對5種改進(jìn)的葉頂形狀下的風(fēng)機(jī)性能進(jìn)行了模擬，并引入大渦模擬和FW-H聲學(xué)模型獲得了不同葉頂形狀下風(fēng)機(jī)的噪聲源分布和氣動噪聲特征.結(jié)果表明：5種葉頂形狀均可有效提高風(fēng)機(jī)性能，提升效果依次為逆流向斜槽、雙斜槽、上階梯葉頂和下階梯葉頂，而順流向斜槽僅在小
動力工程學(xué)報(bào) 2017年7期2017-07-18
- 汽輪機(jī)低壓缸末級葉頂間隙泄漏流動的數(shù)值研究
汽輪機(jī)低壓缸末級葉頂間隙泄漏流動的數(shù)值研究張炳文，李天巍，李 勇(東北電力大學(xué) 能源與動力工程學(xué)院，吉林 吉林 132012)借助商用計(jì)算流體動力學(xué)軟件CFX，選用帶剪切應(yīng)力傳輸?shù)腟hear Stress Transport(SST)流體模型，對不同容積流量下某大型汽輪機(jī)低壓缸末級動葉頂部間隙進(jìn)行了三維黏性定常流動的數(shù)值研究，分析了葉頂間隙的流動特性。結(jié)果表明：在設(shè)計(jì)容積流量時，壓力面附近的流體在壓力面和吸力面壓差的作用下泄漏到吸力面處。相對容積流量k=0
東北電力大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年6期2017-01-10
- 氣膜孔分布對凹槽葉頂傳熱和冷卻性能的影響
氣膜孔分布對凹槽葉頂傳熱和冷卻性能的影響黃琰,晏鑫,何坤,李軍(西安交通大學(xué)能源與動力工程學(xué)院,710049,西安)采用數(shù)值求解RANS方程的方法研究了典型燃?xì)馔钙絼尤~凹槽葉頂的傳熱和氣膜冷卻性能,通過計(jì)算獲得了3種葉頂間隙(1.31 mm、1.97 mm和3.29 mm)、2種吹風(fēng)比(1和2)、2種氣膜孔分布(中弧線位置單排孔、中弧線+近壓力面位置兩排孔)條件下葉頂傳熱系數(shù)和氣膜冷卻有效度分布,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比。結(jié)果表明:對于中弧線位置的單排氣膜孔
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年5期2016-12-24
- 汽輪機(jī)扭葉片葉頂間隙泄漏流動的數(shù)值分析
院)汽輪機(jī)扭葉片葉頂間隙泄漏流動的數(shù)值分析楊 靜*(長春工程學(xué)院)針對某汽輪機(jī)中壓級扭葉片進(jìn)行數(shù)值研究，分析了不同葉頂間隙下扭葉片頂部的泄漏流動，并著重研究了扭葉片間隙渦的形成、發(fā)展和對汽輪機(jī)級性能的影響。研究結(jié)果表明：葉片的適當(dāng)扭轉(zhuǎn)，可使徑向壓力梯度變緩、根部的反動度增加、頂部的反動度減少，在一定程度上控制了泄漏流動的發(fā)展。扭葉片葉頂處的泄漏渦在葉柵通道中是以螺旋狀向下游發(fā)展的，渦核的位置隨流動逐漸遠(yuǎn)離吸力面。當(dāng)葉頂間隙增大時，泄漏渦強(qiáng)度變大，并且與上通
化工機(jī)械 2016年5期2016-12-24
- 跨聲速渦輪葉頂間隙流動傳熱特性的數(shù)值研究
京)?跨聲速渦輪葉頂間隙流動傳熱特性的數(shù)值研究杜昆1,李軍1,2(1.西安交通大學(xué)能源與動力工程學(xué)院, 710049, 西安;2.先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)協(xié)同創(chuàng)新中心, 100191, 北京)針對葉頂間隙的高速泄漏流及復(fù)雜的流動問題,采用求解三維Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和S-A湍流模型的方法研究了跨聲速流動條件下渦輪葉片頂部的流動傳熱特性,同時計(jì)算分析了葉頂間隙高度和進(jìn)口湍流強(qiáng)度對頂部流動換熱特性的影響。研究結(jié)果表明
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年4期2016-12-23
- 軸流泵葉輪葉頂區(qū)空化特性試驗(yàn)分析
3)?軸流泵葉輪葉頂區(qū)空化特性試驗(yàn)分析張德勝, 石 磊, 陳 健, 潘 強(qiáng), 施衛(wèi)東(江蘇大學(xué) 流體機(jī)械工程技術(shù)研究中心,江蘇 鎮(zhèn)江 212013)為了研究葉頂區(qū)空化特性,以某一模型軸流泵為研究對象,利用高速攝影試驗(yàn),探討不同葉片數(shù)下泵的水力性能和空化性能、不同流量下的葉頂泄漏渦軌跡、不同空化數(shù)下的葉頂空化形態(tài)以及葉頂區(qū)空化發(fā)展瞬態(tài)特性.試驗(yàn)結(jié)果表明,適當(dāng)增加葉片數(shù),泵的水力性能和空化性會更好；在小流量工況下,葉頂更易發(fā)生空化初生；隨著流量的增大,葉頂泄漏
浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版） 2016年8期2016-12-06
- 葉頂間隙和葉片表面粗糙度對離心壓氣機(jī)性能的影響
臺264001）葉頂間隙和葉片表面粗糙度對離心壓氣機(jī)性能的影響余繼華1，張勇2a，崔世麒2b，王琳2a（1.海軍駐株洲地區(qū)航空軍事代表室，湖南株洲412000；2.海軍航空工程學(xué)院a.飛行器工程系；b.科研部，山東煙臺264001）為充分研究葉頂間隙和葉片表面粗糙度對某型離心壓氣機(jī)工作性能的影響，文章分別對不同間隙和粗糙度情況下壓氣機(jī)的工況仿真計(jì)算，得到不同的特性線。分析表明：葉頂間隙和粗糙度越大，增壓比和效率越低，粗糙度由0.03mm減小到0.01mm，
海軍航空大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年3期2016-10-22
- 葉片難拋光區(qū)域粗糙度對壓氣機(jī)性能的影響?yīng)?/a>
壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子中葉片葉頂、葉根倒圓、下端壁這類難以自動拋光區(qū)域的表面粗糙度對轉(zhuǎn)子氣動性能的影響規(guī)律，旨在為葉片拋光加工表面粗糙度目標(biāo)的制定提供指導(dǎo).基于計(jì)算流體動力學(xué)（CFD）對跨音速轉(zhuǎn)子rotor37進(jìn)行氣動計(jì)算，分析了98%阻塞流量工況不同轉(zhuǎn)速下各部位表面粗糙度對轉(zhuǎn)子的損失系數(shù)和出口總壓的影響規(guī)律.結(jié)果表明，在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下，葉片各部位的表面粗糙度增加均使轉(zhuǎn)子損失增加，葉頂的表面粗糙度使出口總壓升高，而葉根倒圓和下端壁表面粗糙度使出口總壓降低；表面粗糙度15
湖南大學(xué)學(xué)報(bào)·自然科學(xué)版 2015年8期2015-09-06
- 軸流式渦輪機(jī)動葉片的葉頂間隙對其氣動性能影響
械中，在葉輪動葉葉頂和壁端之間留有尺度很小的間隙以避免摩擦，該間隙過小，將可能導(dǎo)致葉輪葉片刮碰輪緣，嚴(yán)重時會引發(fā)葉輪葉片折斷等重大事故;該間隙過大，則會引起間隙流動損失過大，影響渦輪機(jī)級性能［1］.不僅如此，軸流渦輪機(jī)的壓力和溫度與葉頂間隙也有直接關(guān)系.因此，葉頂間隙尺寸的大小是關(guān)系到渦輪機(jī)性能的一個重要因素［2-4］.Wiseman［5］指出，對于高壓渦輪的葉頂間隙而言，葉頂間隙的大小每增加0.254 mm，其燃油消耗率將近似增加1%，并且排氣溫度隨之增
大連交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2015年4期2015-02-18
- 失速顫振檢測
長；ZREL1為葉頂位移幅值，ZREL1=為葉頂軸向位移幅值（在一階模態(tài)中查找），ΔY為葉頂切向位移幅值（在一階模態(tài)中查找）；MR為質(zhì)量流量比（最大絕對背壓下的質(zhì)量流量，隨著背壓的變化而變化為葉頂橫截面面積，δ為對數(shù)衰減系數(shù)，鋼制葉片的δ為0.002。2）圖2縱坐標(biāo)y的計(jì)算公式為其中：PT為葉頂節(jié)矩；αNEG=180°-β，β是葉型進(jìn)口幾何角；γC=180°-（β+β2），β2是葉型出口幾何角。圖2 一階模態(tài)顫振曲線3）用橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)畫點(diǎn)。4） 參數(shù) M
機(jī)械工程師 2015年7期2015-02-18
- 雙凹槽葉頂軸流風(fēng)機(jī)噪聲預(yù)估及葉片靜力結(jié)構(gòu)分析
1003)雙凹槽葉頂軸流風(fēng)機(jī)噪聲預(yù)估及葉片靜力結(jié)構(gòu)分析李鵬敏，葉學(xué)民，李春曦(華北電力大學(xué)能源動力與機(jī)械工程學(xué)院，河北 保定 071003)葉頂結(jié)構(gòu)型式對軸流風(fēng)機(jī)性能、噪聲及葉片靜力特性等均有一定影響。以O(shè)B-84型帶后置導(dǎo)葉的軸流式通風(fēng)機(jī)為對象，采用Fluent數(shù)值模擬軟件及Ansys有限元分析模塊，通過比較開槽前后風(fēng)機(jī)軸功率的變化探討雙凹槽葉頂結(jié)構(gòu)的節(jié)能效果，分析了原葉頂及雙凹槽葉頂下風(fēng)機(jī)噪聲及葉片的靜力結(jié)構(gòu)特性。研究表明:雙凹槽葉頂下風(fēng)機(jī)軸功率有所下
電力科學(xué)與工程 2015年3期2015-02-09
- 船用燃?xì)廨啓C(jī)間隙流動的主動控制研究
明，間隙流動使得葉頂傳熱系數(shù)上升約200%。由于間隙流動對渦輪性能有較大的影響，因此必須采取措施來削弱間隙流動。常見的減弱間隙流動的方法是改變葉頂幾何形狀，包括翼梢小翼［3-4］，肋條葉尖［5-6］，葉頂斜切［7］，葉片彎曲［8-9］，端壁處理［10-11］等方法。通過研究發(fā)現(xiàn)，以上這些方法均可以在一定程度上減弱間隙流動。除此之外，葉頂噴氣方法也可以有效地減弱間隙流動。Pougare［12］首次對葉頂噴氣進(jìn)行了試驗(yàn)研究。研究結(jié)果顯示，葉頂噴氣可以有效地減弱
燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù) 2014年2期2014-07-14
- 增壓器壓氣機(jī)葉頂間隙對柴油機(jī)性能的影響*
發(fā)·增壓器壓氣機(jī)葉頂間隙對柴油機(jī)性能的影響*樓狄明1林浩強(qiáng)1邵聰1王志宏2徐寧1（1-同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院上海2018042-寧波威孚天力增壓技術(shù)有限公司）基于兩種不同壓氣機(jī)葉頂間隙，研究葉頂間隙對壓氣機(jī)效率、壓比等增壓器性能參數(shù)以及動力經(jīng)濟(jì)性、常規(guī)氣態(tài)物排放、進(jìn)排氣情況等柴油機(jī)性能參數(shù)的影響。結(jié)果表明：相同工況下，小葉頂間隙壓氣機(jī)的效率比大葉頂間隙壓氣機(jī)高約3%且高效區(qū)域范圍更大。裝有小葉頂間隙壓氣機(jī)時進(jìn)氣流量增幅達(dá)6%；進(jìn)氣中冷后溫度有所降低，最大降幅為1
小型內(nèi)燃機(jī)與車輛技術(shù) 2014年6期2014-02-14