【摘 要】
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为了研究进气畸变对压气机的工作特性以及稳定性的影响,以NASA Stage35型跨音速轴流压气机为研究对象,采用全通道计算模型对不同畸变程度和不同畸变分布形式条件下压气机的工作特性及内部流场变化规律进行数值模拟研究.结果 表明:随着进气畸变度的不断增加,压气机的峰值效率逐渐下降,由畸变所引起的总压损失、熵增的范围在压气机内部流道中逐渐扩大;另外,在保持畸变度和畸变区域总面积不变的条件下,畸变区的分散程度对压气机在峰值效率点附近的工作特性影响较小,但是,随着畸变分布区分散程度的逐渐增加,压气机的稳定裕度有所
【机 构】
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中国船舶集团有限公司第七○三研究所,黑龙江哈尔滨150078;船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室-海洋工程燃气轮机实验室;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,黑龙江哈尔滨150001
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为了研究进气畸变对压气机的工作特性以及稳定性的影响,以NASA Stage35型跨音速轴流压气机为研究对象,采用全通道计算模型对不同畸变程度和不同畸变分布形式条件下压气机的工作特性及内部流场变化规律进行数值模拟研究.结果 表明:随着进气畸变度的不断增加,压气机的峰值效率逐渐下降,由畸变所引起的总压损失、熵增的范围在压气机内部流道中逐渐扩大;另外,在保持畸变度和畸变区域总面积不变的条件下,畸变区的分散程度对压气机在峰值效率点附近的工作特性影响较小,但是,随着畸变分布区分散程度的逐渐增加,压气机的稳定裕度有所提高,压气机内部流道中的总压损失和熵增也有所降低.
其他文献
通过计算流体动力学(CFD)研究了燃气轮机二次空气系统中轴向旋转孔的进口圆角比、长径比、压比和进口气流冲角对轴向旋转孔流量系数Cd的影响.计算结果表明,当孔的进口圆角比r/d＜0.2时孔圆角的变化对流量系数影响显著,长径比、压比对进口有/无圆角的孔的流量系数影响规律不同,长径比越大时进口气流冲角对流量系数的影响越小,进口圆角比也会影响进口气流冲角对流量系数的影响规律.依据数值计算结果,对典型的旋转孔流量系数估算公式进行了修正,提高了经验公式的计算精度.
为研究射流液滴与空气双向耦合流动对压气机内部流场及其工作性能的影响,本文以NASA Stage 35为模型,基于相似理论得到高空高马赫下相似流场和压气机进出口条件,并对多工况下不同喷水量和液滴粒径下的射流冷却湿压缩过程进行分析.研究表明:射流预冷技术,可有效抑制压气机进气同比温升.液滴与空气双向耦合流动使得压气机内部流场发生变化,有效降低叶片载荷的同时,使动叶内的激波后移.在空气质量流量的0％～2％的射流范围内,随着喷雾粒径的增大,压气机压比先增大后减小;比耗功量随喷雾量的增多而减少.25 km高空3.5
为解决卡尔曼滤波算法难以实现燃气轮机多传感器故障诊断的难题,提出一种基于混合算法的燃气轮机多传感器故障诊断方法.首先,基于平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法构建了一组滤波器,每个滤波器对状态的最优估计被定义为故障检测因子用于传感器故障的特征提取;然后,利用基于密度的聚类算法对故障检测因子进行聚类以实现故障传感器的检测和隔离;最后,利用极大似然估计方法(MLE)方法实现故障传感器严重程度的估计.所提出的方法在GT25000三轴燃气轮机模拟机上进行了仿真验证,仿真结果表明:所提方法有效,多传感器故障诊断的
为了研究叶栅内部的流动特性,以及不同攻角下的角区分离模式,对压气机叶栅流场进行了分析.针对两种攻角条件下的平面叶栅模型,采用瞬态雷诺时均(URANS)以及大涡模拟(LES)湍流模型进行了数值模拟研究,并结合叶栅风洞实验验证了数值模拟结果的准确度.对比研究了0°攻角以及1O°攻角下的叶栅出口流场,叶栅、端壁表面极限流线,以及角区分离结构.研究结果表明:LES能够较好地对角区、尾迹损失进行预测,但URANS在大攻角下的模拟则与实验偏差较大;0°攻角下吸力面出现层流分离泡、转捩以及再附现象,而大攻角下吸力面前缘
为完成某型燃气轮机压气机新设计转子叶片高周疲劳储备分析,采用基于叶尖定时法的激光非接触测量方法对该级转子叶片进行了振动应力测试,并结合理论计算和转子叶片高周疲劳极限试验,获得每一只叶片的高周振动疲劳强度储备,创新性地一次性完成了某级压气机新设计转子叶片振动疲劳性能的全面评估.研究表明:理论计算得到的叶片1阶弯曲共振转速为4393 r/min,实测叶片在机组整个运行工况下的共振转速区间为4276～4435 r/min,叶片振动应力范围为54 ～ 123 MPa;试验实测得到的置信度满足95％及误差限度5％下
为了研究燃气轮机透平内部流向压力梯度(Streamwise Pressure Gradient,SPG)对气膜冷却效果的影响.采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)方法研究了在密度比1.5,吹风比1.6,孔出口加速系数K=1×10-6条件下成型孔的冷却特性.通过实验对LES结果进行验证,比较零压梯度(Zero Pressure Gradient,ZPG)和顺压梯度(Fa-vorable Pressure Gradient,FPG)的雷诺时均模拟(Reynolds Average
为研究在低温条件下温度对天然橡胶支座性能的影响,通过设置-40℃、-30℃、-20℃和23℃不同温度工况对直径为500 mm和600 mm的天然橡胶支座进行了拟静力试验。试验表明,随着温度降低,支座的力学性能也随之变化。在-40℃条件下,直径为500 mm的天然橡胶支座的竖向压缩刚度和水平等效刚度与常温23℃时相比分别增加了29.9%、11.4%,直径为600 mm的天然橡胶支座的竖向压缩刚度和水平等效刚度与常温23℃时相比分别增加了42.3%、49.1%。结合低温下隔震支座的相关参数,对隔震结构进行了地
涡轮盘是燃气轮机的关键部件,在服役过程中承受着极高的离心载荷、振动载荷和热负荷,极易失效破坏.从流程分析的全局出发,明确了不同模块的输入输出元素,建立了燃气轮机的研发流程构建方法.在此基础上以涡轮盘为研究对象,针对其典型载荷,建立了基于ABAQUS的涡轮盘强度分析流程,针对其典型失效形式,建立了包含多种试验的涡轮盘寿命分析流程,明确了强度分析和寿命分析支撑要素,并分析了要素之间的关联关系.
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