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燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能
1
作者 赵欣悦 雷隆 +1 位作者 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期111-123,共13页
轮缘密封是二次空气系统的重要组成部分,能有效抑制燃气入侵盘腔,但过量的封严冷气进入主流会显著影响透平气动性能。采用数值求解三维非定常雷诺时均纳维斯托克斯(URANS)方程组和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型的方法研究了燃气透平轮... 轮缘密封是二次空气系统的重要组成部分,能有效抑制燃气入侵盘腔,但过量的封严冷气进入主流会显著影响透平气动性能。采用数值求解三维非定常雷诺时均纳维斯托克斯(URANS)方程组和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型的方法研究了燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能。数值模拟得到的轮缘密封封严效率与实验数据吻合良好,验证了数值计算方法的可靠性。研究了3种封严冷气量下的透平轮缘密封的封严效率和气动性能,分析了透平静动盘腔的流场结构和燃气入侵与冷气出流特性。仿真结果表明:在所研究的3种封严冷气流量下,轮缘密封内腔完全封严,较小的封严冷气流量能使末级透平轮缘密封达到较高封严效率;在最小冷气流量时外腔动盘面平均封严效率比静盘面高4.4%。对于末级透平,主流周向压力不均匀分布导致的外环诱导入侵占主导,且动叶前缘附近压力场对燃气入侵的影响大于静叶尾迹压力场。封严冷气质量流量比每增大1.0%,透平级总总效率降低约1.0%,相对动盘壁面封严效率的影响,封严冷气流量对动叶气动性能的影响更大;出流冷气的流动方向相对主流在切向上滞后,使掺混气流以负攻角冲击动叶吸力面前缘,吸力面前缘压力增大。该工作可为轮缘密封流动特性及其对透平级气动性能影响的研究提供参考。 展开更多
关键词 燃气透平 轮缘密封 燃气入侵 气动性能
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等离子体激励下的凹槽叶顶气膜冷却性能
2
作者 徐柯文 何坤 晏鑫 《西安交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期42-53,共12页
通过将等离子体激励力耦合至雷诺时均NS方程组的动量方程中,数值研究了等离子体控制下的燃气透平凹槽叶顶的气膜冷却性能,分析等离子体激励强度、激励频率对凹槽叶顶气膜冷却效率和总压损失的影响,提出了一种改善凹槽底部冷却气膜覆盖... 通过将等离子体激励力耦合至雷诺时均NS方程组的动量方程中,数值研究了等离子体控制下的燃气透平凹槽叶顶的气膜冷却性能,分析等离子体激励强度、激励频率对凹槽叶顶气膜冷却效率和总压损失的影响,提出了一种改善凹槽底部冷却气膜覆盖的非均匀等离子体控制策略,阐明了等离子体激励对叶顶间隙内冷热气流的作用机制。研究结果表明:凹槽下游等离子体激励可有效抑制上游冷气对下游冷气的卷吸,且抑制作用随着激励强度、激励频率的增加而增强。激励强度较小时,上游冷气未对下游冷气造成卷吸,尾缘处气膜冷却性能较好;随着激励强度增大,尾缘冷气被上游冷气吹离凹槽底部,但中部气膜冷却性能较好。激励强度Ds为204时,凹槽底部平均气膜冷却效率相比无激励时提升了25.11%。激励频率与激励强度对叶顶气膜冷却性能的影响规律类似。当激励强度Ds为156,激励频率Dθ为6.25和Dθ为8.75时,凹槽底部平均气膜冷却效率相比于无激励时分别提升了28.71%和29.27%。施加非均匀等离子体控制时,凹槽底部平均气膜冷却效率比无激励时提升了39.12%。施加等离子体激励后,叶栅总压损失几乎不变。 展开更多
关键词 燃气透平 凹槽叶顶 等离子体激励 气膜冷却
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应用不同深度学习代理模型的灯笼型扰流柱通道换热性能分布预测方法比较
3
作者 高尚鸿 张韦馨 +2 位作者 杨克峰 汪翔宇 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期31-42,共12页
为提高对灯笼型扰流柱通道端壁面的换热分布预测能力,构建并比较了几种深度学习代理模型的预测性能。应用数据驱动的思想,建立了多项式响应面模型(RSM)、径向基函数模型(RBF)、径向基神经网络模型(RBFNN)、Kriging模型和总体平均近似模... 为提高对灯笼型扰流柱通道端壁面的换热分布预测能力,构建并比较了几种深度学习代理模型的预测性能。应用数据驱动的思想,建立了多项式响应面模型(RSM)、径向基函数模型(RBF)、径向基神经网络模型(RBFNN)、Kriging模型和总体平均近似模型(Ensemble)共5种传统代理模型以及5种基于生成对抗网络的深度学习代理模型,包括有残差网络的pix2pix模型、pix2pixHD模型、CycleGAN模型、StarGAN模型以及单一无残差网络的pix2pix模型,以扰流柱截面参数为设计变量,通过拉丁超立方抽样分别得到了样本数为50、25、12、6和3的训练集,并根据扰流柱尾迹高换热区分布特点,将训练样本数为50的数据集分为宽样本数据集和窄样本数据集,比较了不同代理模型对端壁面换热性能的预测精度、计算成本和泛化能力。结果表明:有残差网络的pix2pix模型相比于无残差网络的pix2pix模型,预测精度得到有效提高,在样本数为50的情况下,面平均值预测误差从0.68%降低到0.32%,平均相对误差从6.89%降低到6.41%,而且当训练样本数减少时,有残差网络的模型预测能力更加突出;传统代理模型的时间成本可忽略不计,但深度学习模型的单卡训练时间较长,且增加残差网络后的模型计算成本更高;当训练样本数为50时,传统代理模型和深度学习模型之间预测精度差异不大;当训练样本数逐渐减少时,深度学习代理模型展示出更高的预测精度和泛化能力;Kriging模型虽然泛化能力强,但是预测结果趋同;RSM模型、RBF模型和Ensemble模型泛化能力最差,训练样本数较少时,预测结果严重失真。可见在换热性能预测方面,深度学习模型在预测精度与泛化能力上均有显著优势,尤其适合于小样本问题,对提高灯笼型扰流柱截面设计效率具有参考价值。 展开更多
关键词 燃气轮机 代理模型 深度学习 扰流柱 换热性能预测
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燃气透平榫头/榫槽装配间隙流动与换热特性研究
4
作者 刘钊 孙睿 +1 位作者 樊远航 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期88-98,共11页
为精确设计燃气轮机二次空气系统,针对燃气透平动叶榫头/榫槽间隙内的流动与换热问题开展研究。以燃气透平动叶榫头/榫槽配合面S形间隙结构为研究对象,试验研究了榫头/榫槽装配间隙内的流阻与换热特性,并数值分析了其详细流动结构。首先... 为精确设计燃气轮机二次空气系统,针对燃气透平动叶榫头/榫槽间隙内的流动与换热问题开展研究。以燃气透平动叶榫头/榫槽配合面S形间隙结构为研究对象,试验研究了榫头/榫槽装配间隙内的流阻与换热特性,并数值分析了其详细流动结构。首先,采用压力扫描阀和热色液晶测温技术测量了榫头/榫槽内的流阻和努塞尔数分布。然后,利用试验结果对所采用的数值计算方法进行了考核,并进行了网格无关性验证。最后,详细分析了5种雷诺数、5种结构参数榫头/榫槽高度及5种间隙宽度下榫头/榫槽装配间隙结构内部流动与换热特性。结果表明:在试验测量范围内,左侧壁面的平均努塞尔数始终比右侧高10%左右;随着雷诺数的增大,榫头/榫槽装配间隙的阻力损失系数和换热强度均逐渐增大,当雷诺数从15000增大到35000时,平均阻力系数增大了2倍,两侧面整体平均努塞尔数均增大了1.1倍;随着榫头/榫槽装配间隙相对高度的增大,阻力损失系数及壁面努塞尔数均逐渐减小;随着榫头/榫槽装配间隙宽度的增大,试验范围内平均阻力系数增大了30.7%,左右两侧面平均努塞尔数分别增大了95.5%和94.9%。 展开更多
关键词 榫头/榫槽装配间隙 流动特性 换热特性
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倒车涡轮叶片反转鼓风损失影响因素研究
5
作者 李宗全 牛夕莹 +1 位作者 王林 安仲玉 《应用科技》 CAS 2024年第1期98-104,129,共8页
为探究倒车涡轮叶片在反转条件下的鼓风损失影响因素,本文以某型可倒车涡轮双层涡轮叶片为研究对象,在正车运行工况下,使用有限元仿真计算方法,分析倒车涡轮叶片在反转条件下鼓风损失产生机制,并且在不同转速、不同气体压力、不同气体... 为探究倒车涡轮叶片在反转条件下的鼓风损失影响因素,本文以某型可倒车涡轮双层涡轮叶片为研究对象,在正车运行工况下,使用有限元仿真计算方法,分析倒车涡轮叶片在反转条件下鼓风损失产生机制,并且在不同转速、不同气体压力、不同气体温度、不同叶片高度、不同挡板参数下,开展了倒车涡轮叶片反转鼓风损失计算,掌握鼓风损失影响因素,提炼了关键参数与鼓风损失的关系式。计算结果表明:倒车涡轮叶片反转产生的鼓风损失随转速的增加而增加、随气体压力的增加而增加、随气体温度的增加而降低、随叶片高度的增加而增加,在叶片附近增加挡板后,鼓风损失明显降低,并且随着叶片与挡板之间距离的减小而降低,随挡板与内通流壁板之间间隙的增加,鼓风损失先减小后增加。结论可用于指导倒车涡轮鼓风损失控制装置的设计。 展开更多
关键词 倒车涡轮 双层涡轮叶片 倒车叶片 反向转动 鼓风损失 影响因素 挡板 关系式
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燃气轮机刷式密封泄漏特性试验研究
6
作者 夏雪毛 《发电设备》 2024年第2期86-89,共4页
刷式密封具有较好的密封效果,在重型燃气轮机领域获得了广泛应用。开展燃气轮机刷式密封泄漏特性试验研究,比较分析不同间隙条件下刷式密封的密封效果。结果表明:在特定试验条件下,刷式密封流量系数随压比的增大略有下降,随转速的升高... 刷式密封具有较好的密封效果,在重型燃气轮机领域获得了广泛应用。开展燃气轮机刷式密封泄漏特性试验研究,比较分析不同间隙条件下刷式密封的密封效果。结果表明:在特定试验条件下,刷式密封流量系数随压比的增大略有下降,随转速的升高略有下降,随密封间隙的减小而降低,并且当密封间隙小于临界密封间隙时,刷式密封比迷宫密封具有更好的密封效果。试验结果可以为刷式密封在燃气轮机上的设计应用提供重要参考。 展开更多
关键词 燃气轮机 刷式密封 泄漏
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微通道内稀乳液流动沸腾换热特性的实验研究 被引量：1
7
作者 张子涛 吴越 +1 位作者 何坤 晏鑫 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期60-70,共11页
采用实验方法,研究了3种水力直径、2种工质(去离子水,连续相为去离子水、分散相体积分数为1%的FC-72/水乳液)、3种质量流量、不同壁面有效热流密度条件下微通道内的流动沸腾传热和压降特性,获得了不同条件下微通道内的归一化流动传热性... 采用实验方法,研究了3种水力直径、2种工质(去离子水,连续相为去离子水、分散相体积分数为1%的FC-72/水乳液)、3种质量流量、不同壁面有效热流密度条件下微通道内的流动沸腾传热和压降特性,获得了不同条件下微通道内的归一化流动传热性能因子,并对典型流动沸腾工况下的流态进行了可视化测量。结果表明:向微通道内添加FC-72乳液分散相后,分散相的沸腾扰动使得气泡更容易脱离壁面,导致核态沸腾提前、换热强化,但换热强化效果随着壁温的增加而减弱。当微通道高度分别为217、433μm时,相对于去离子水工质,添加FC-72乳液分散相,可使微通道内的换热系数分别增加63.8%、103.5%,但微通道内压降略有增加。随着壁温的增加,压降先减后增、换热因子先增后减。当微通道内连续相产生核态沸腾时,换热因子达到极大值,微通道高度分别为217、433μm时,其流动换热因子极值分别为1.41和1.91。 展开更多
关键词 微通道 换热 流动沸腾 稀乳液 流动可视化
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二次冲击对静叶前缘冷却性能影响的对比研究
8
作者 陈欣楠 李志刚 +2 位作者 李军 徐庆宗 杜强 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期34-45,共12页
为了进一步优化现代先进燃机高压涡轮静叶前缘区域的冷却性能,基于NASA C3X叶型建立了上游腔室采用冲击冷却与气膜冷却组合的阵列冲击-气膜复合冷却静叶模型,采用流固共轭传热方法数值研究了涡轮静叶内部冷气的流动和传热特性,针对常用... 为了进一步优化现代先进燃机高压涡轮静叶前缘区域的冷却性能,基于NASA C3X叶型建立了上游腔室采用冲击冷却与气膜冷却组合的阵列冲击-气膜复合冷却静叶模型,采用流固共轭传热方法数值研究了涡轮静叶内部冷气的流动和传热特性,针对常用的冷气流量范围分析了引入二次冲击结构对静叶前缘冷却性能的影响。结果表明:二次冲击对靶面对流换热影响较小,但能有效提高冷气在整个流路中的对流换热强度,还能平衡不同区域气膜孔排的冷气流量分配。二次冲击有效降低了气膜孔附近的固体温度,尤其是对于气膜孔较密集的前缘。同时,在固体导热的作用下,气膜孔附近的低温区会影响到无气膜孔区域,降低整个固体域的温度。二次冲击显著改善了叶片上游表面尤其是前缘的复合冷却性能,其中,对上游表面的优化率大体上随冷气流量的增大先升高后降低,在质量流量比M为1.25%时最高,约为4.44%;对前缘的优化率大体上随冷气流量的增大先降低后升高,在M为1.50%时最低,约为9.66%,在M为2.25%时最高,约为11.70%。 展开更多
关键词 静叶前缘 共轭传热 冲击冷却 气膜冷却
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1.5级燃气透平轮缘密封非定常流动特征和封严效率的数值研究
9
作者 雷隆 丛庆丰 +2 位作者 郭粲 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期64-77,共14页
为探究燃气轮机透平轮缘密封燃气入侵机理和非定常封严效率演变特性,针对某型燃气轮机透平第一级和第二级静叶(1.5级)自主设计了轮缘密封结构,通过数值求解三维unsteady Reynolds averaged Navier-Stokes(URANS)方程组和SST k-ω湍流模... 为探究燃气轮机透平轮缘密封燃气入侵机理和非定常封严效率演变特性,针对某型燃气轮机透平第一级和第二级静叶(1.5级)自主设计了轮缘密封结构,通过数值求解三维unsteady Reynolds averaged Navier-Stokes(URANS)方程组和SST k-ω湍流模型,研究了实际运行工况下燃气透平轮缘密封非定常封严效率和流动特征。结果表明:4种不同冷气流量下,前后盘腔密封齿以下区域均被完全封严;前盘腔受燃气入侵影响较大,冷气流量最大时外腔静盘面上平均封严效率仅为后盘腔的48.2%。盘腔内封严效率和轮缘密封间隙内流场受主流非轴对称周向压力分布和Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性涡共同影响,前盘腔出口附近非轴对称周向压力和轮缘间隙内K-H不稳定性旋涡强度均显著大于后盘腔,轮缘间隙处最大入侵流量约为后盘腔的2.5倍;与K-H不稳定性涡相比,后盘腔外腔内存在的与不稳定性涡相干的两个涡旋和非轴对称周向压力分布对封严效率和流场的影响更为显著。前后盘腔内存在多个旋涡,旋涡大小和位置不断变化,改变对入侵燃气和封严冷气的流动阻力,进而影响盘腔内封严效率和流动形态。 展开更多
关键词 燃气透平 轮缘密封 非定常流动特征 封严效率 数值模拟
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肋板倾角和形状对尾缘开缝区域非定常冷却性能的影响
10
作者 王瑞琴 何坤 晏鑫 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期80-89,共10页
针对燃气透平叶片带肋板的尾缘开缝模型,采用延迟分离涡模拟非定常数值求解方法,研究了3种肋板倾角(10°,12.5°,15°)、4种肋板形状(直肋板,直-直型扩张肋,直-直型收缩肋,直-拱型收缩肋)条件下尾缘开缝区域的流动性能与冷... 针对燃气透平叶片带肋板的尾缘开缝模型,采用延迟分离涡模拟非定常数值求解方法,研究了3种肋板倾角(10°,12.5°,15°)、4种肋板形状(直肋板,直-直型扩张肋,直-直型收缩肋,直-拱型收缩肋)条件下尾缘开缝区域的流动性能与冷却效果,分析了肋板几何参数对尾缘开缝区域流场结构和气膜冷却性能的影响。计算结果表明:对于带肋板的尾缘开缝结构,开缝壁面的展向平均冷却效率在肋板末端会因为冷气难以向肋板正后方扩散而出现突降,且突降幅度随着肋板倾角的增大而增大;增大肋板倾角会降低开缝壁面的整体冷却性能,当肋板倾角从10°增大至15°时,开缝壁面展向平均冷却效率的最低值从0.66降至0.6,下降了约9.1%;在4种肋板形状下,直-直型扩张肋在肋板间的开缝壁面上拥有最佳的冷却性能,在肋板下游的开缝壁面上表现最差,直-拱型收缩肋在这两段区域内的表现正好与之相反;直-拱型收缩肋条件下开缝壁面上展向平均冷却效率的最低值为0.675,相比直-直型扩张肋提升了约15%。 展开更多
关键词 尾缘开缝 肋板参数 冷却效率 流场结构 延迟分离涡模拟
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燃烧室出流条件对涡轮静叶端壁流动结构和传热冷却特性的影响
11
作者 孙添一 张垲垣 +1 位作者 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期152-163,共12页
论文数值研究了不同燃烧室旋流器时序位置与旋流方向工况下,涡轮静叶叶栅气动特征,端壁附近流动结构,总压损失系数和端壁、叶表传热与冷却特性以及冷却气的流动趋势;建立了双环预混旋流器(TAPS)燃烧室简化模型,将其与涡轮第一级静叶叶... 论文数值研究了不同燃烧室旋流器时序位置与旋流方向工况下,涡轮静叶叶栅气动特征,端壁附近流动结构,总压损失系数和端壁、叶表传热与冷却特性以及冷却气的流动趋势;建立了双环预混旋流器(TAPS)燃烧室简化模型,将其与涡轮第一级静叶叶栅进行整体数值计算。研究表明:本文计算采用的TAPS燃烧室模型旋流器出口旋流数为0.71,可以代表典型贫油预混燃烧室流动特征;火焰筒内壁发散冷却气会在静叶端壁附近形成高总压区,燃烧室旋流使中间叶展位置总压降低;正向旋流会在叶片前缘处分为两股,反向旋流则全部流入一个叶栅通道;燃烧室旋流冲刷会显著提升叶片吸力面上游换热强度,正向旋流会对下端壁压力面侧的冷却效果产生负面影响;槽缝射流局部吹风比在滞止点处最低,但旋流器正对叶片前缘时,旋流会削弱滞止点的影响;静叶端壁流动结构与传热、冷却特性受到燃烧室出流条件的显著影响,在进行叶栅气动性能优化与冷却结构设计时需对其加以考虑。 展开更多
关键词 燃烧室旋流 发散冷却 静叶端壁 流动结构
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装配间隙泄漏流对透平端壁冷却影响的实验研究
12
作者 刘钊 张韦馨 +2 位作者 谢晔航 丁玉强 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1-10,共10页
为了研究叶栅装配间隙泄漏流对透平叶片端壁气膜冷却特性的影响,依据真实重型燃气透平叶片参数,搭建了端壁气膜冷却实验台。采用压力敏感漆技术测量了不同质量流量比和装配间隙角度下端壁的气膜冷却特性,使用压力扫描阀测量了主流进口... 为了研究叶栅装配间隙泄漏流对透平叶片端壁气膜冷却特性的影响,依据真实重型燃气透平叶片参数,搭建了端壁气膜冷却实验台。采用压力敏感漆技术测量了不同质量流量比和装配间隙角度下端壁的气膜冷却特性,使用压力扫描阀测量了主流进口雷诺数和叶片表面压力分布。通过数值计算模拟了实验叶片装配间隙的流动结构,得到了装配间隙冷气出流质量流量比及射流角度的气膜冷却特性。结果表明:在装配间隙冷气出流质量流量比为0.1%~1.0%的范围内,在相同射流角度下,增加装配间隙质量流量能够提升透平端壁气膜冷却有效度,并增大装配间隙下游出口气膜覆盖面积,冷气质量流量比为1.0%时端壁气膜冷却有效度达到最高。由于叶片端壁表面的压力梯度导致装配间隙出流集中在流道中部及出口位置。在研究的60°~90°射流角范围内,在相同质量流量比下,减小装配间隙射流角度能够有效提升端壁气膜冷却有效度,75°射流角相较于90°垂直入射条件下的气膜冷却有效度增加接近一倍;射流角为60°时端壁气膜冷却有效度达到最高。 展开更多
关键词 端壁 装配间隙 气膜冷却
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气膜孔布置对透平端壁冷却和气动性能影响的研究
13
作者 刘钊 丁玉强 +2 位作者 谢晔航 张韦馨 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期22-33,共12页
为了研究燃机透平端壁气膜冷却特性,对存在装配间隙泄漏流条件下端壁不同气膜孔布置的气膜冷却进行了分析。采用压敏漆技术对端壁气膜冷却效率进行了测量,并利用实验结果对湍流模型进行了校核;对所研究模型的网格无关性进行了验证,在此... 为了研究燃机透平端壁气膜冷却特性,对存在装配间隙泄漏流条件下端壁不同气膜孔布置的气膜冷却进行了分析。采用压敏漆技术对端壁气膜冷却效率进行了测量,并利用实验结果对湍流模型进行了校核;对所研究模型的网格无关性进行了验证,在此基础上,采用实验给定的边界条件,研究了存在装配间隙泄漏流的端壁在不同气膜孔布置下的气膜冷却特性及气动损失特性,详细分析了5种冷气吹风比(M=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5)和4种气膜孔布置下端壁气膜冷却特性和气动特性。结果表明:对于气膜孔布置A(S=0.065C_(ax),γ_(2)=-56.6°,S为第二组气膜孔到装配间隙的距离,C_(ax)为叶片轴向弦长,γ_(2)为第二组气膜孔复合角),吹风比为0.5时,端壁气膜冷却效率最大,随着吹风比的增大,气膜孔出口冷气脱离端壁表面,气膜孔周围的气膜冷却效率下降;4种不同气膜孔布置下叶栅出口处近端壁区域的总压损失系数均随着吹风比的增大而降低,其中气膜孔布置A的降低幅度最大;低吹风比(M=0.5)时,气膜孔布置对端壁气膜冷却特性影响较小;高吹风比(M=2.5)时,气膜孔布置D(S=0.1C_(ax),γ_(2)=30°)端壁气膜冷却效率最高。 展开更多
关键词 透平端壁 气膜冷却 气膜孔布置
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某燃气轮机径向间隙设计方法研究 被引量：1
14
作者 祝华云 郑健生 +3 位作者 邓喆 詹长庚 薛临风 隋永枫 《机械设计》 CSCD 北大核心 2023年第S01期110-115,共6页
燃气轮机径向间隙主要包含动叶叶顶间隙和静叶密封齿间隙等,径向间隙的合理设计是影响机组效率和经济性的主要因素,同时也是安全运行的可靠保证。综合考虑径向间隙各项影响因素,采用有限元软件ANSYS对某自主研发燃气轮机径向间隙进行了... 燃气轮机径向间隙主要包含动叶叶顶间隙和静叶密封齿间隙等,径向间隙的合理设计是影响机组效率和经济性的主要因素,同时也是安全运行的可靠保证。综合考虑径向间隙各项影响因素,采用有限元软件ANSYS对某自主研发燃气轮机径向间隙进行了详细的设计研究分析。以合理的稳态间隙设计为目标,保证额定运行工况下转子和静子之间不发生碰磨,同时考核不同工况下的瞬态间隙,使得最小间隙值大于零,从而避免瞬态运行时产生动静碰磨。按照径向间隙计算流程,通过司比克止口偏心调整等方法调整间隙数据,迭代计算后得到满足设计要求的装配间隙,不仅避免了额定运行工况下出现动静碰磨现象,同时有效改善了间隙周向均匀性,绘制燃气轮机间隙图为燃气轮机总体装配提供指导。 展开更多
关键词 径向间隙 转子 静子 止口偏心
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两级刷式密封泄漏特性的实验与数值研究 被引量：25
15
作者 邱波 李军 +2 位作者 冯增国 江生科 孔祥林 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期7-12,共6页
基于刷式密封的泄漏量实验测试平台和Non-Darcian多孔介质方法的泄漏流动数值模型,详细研究了密封间隙、压比和转速对两级刷式密封泄漏流动特性的影响规律,分析了两级刷式密封的泄漏流动形态以及刷丝束表面的压力分布规律。结果表明:在... 基于刷式密封的泄漏量实验测试平台和Non-Darcian多孔介质方法的泄漏流动数值模型,详细研究了密封间隙、压比和转速对两级刷式密封泄漏流动特性的影响规律,分析了两级刷式密封的泄漏流动形态以及刷丝束表面的压力分布规律。结果表明:在相同的间隙和转速下,两级刷式密封的泄漏量随着压比的增加而增大;在相同的转速和压比下,两级刷式密封的泄漏量随着间隙的增加而增大;在相同的压比和间隙下,两级刷式密封的泄漏量随着转速的增加而减小。转子高速旋转时产生的离心伸长效应使密封间隙减小,因此数值计算时考虑转子的离心伸长效应对密封间隙的影响可以更加准确地预测两级刷式密封的泄漏量。 展开更多
关键词 两级刷式密封 泄漏特性 实验测量 数值模拟
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附面层吸除对压气机叶栅稠度特性影响 被引量：21
16
作者 陈浮 宋彦萍 +2 位作者 赵桂杰 刘军 王仲奇 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期211-215,共5页
数值模拟了不同稠度下吸气量及位置对某大转角吸气式压气机叶栅气动性能影响。结果表明,附面层吸除(BLS)使得吸力面角区低能流体积聚减弱,气流折转能力加强;随稠度增加,叶栅总压损失最高降低分别为32.9％、27.7％和25.1％,出口气流角最... 数值模拟了不同稠度下吸气量及位置对某大转角吸气式压气机叶栅气动性能影响。结果表明,附面层吸除(BLS)使得吸力面角区低能流体积聚减弱,气流折转能力加强;随稠度增加,叶栅总压损失最高降低分别为32.9％、27.7％和25.1％,出口气流角最大增加值为5.0°、4.2°和3.1°,即小稠度叶栅具有较佳气动性能;BLS导致的栅内扩压能力恢复和通道涡三维分离效应的改善应是确定最佳设计参数的判定原则。吸气式叶栅附面层承受逆压梯度能力强的特点为高负荷、小稠度压气机设计提供了极具潜力的技术途径。 展开更多
关键词 附面层吸除 主动流动控制 压气机叶栅 稠度
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涡轮轮缘密封封严效率的数值研究 被引量：17
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作者 高庆 陶加银 +1 位作者 宋立明 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期12-17,共6页
采用三维RANS方程组和SST湍流模型研究了涡轮轮缘密封的封严效率。以实验用模型透平航空发动机涡轮轮缘密封为对象,计算了轮缘密封封严效率,计算结果与实验结果吻合良好,从而验证了数值方法的可靠性。在8种冷却气流流量下,研究了3种不... 采用三维RANS方程组和SST湍流模型研究了涡轮轮缘密封的封严效率。以实验用模型透平航空发动机涡轮轮缘密封为对象,计算了轮缘密封封严效率,计算结果与实验结果吻合良好,从而验证了数值方法的可靠性。在8种冷却气流流量下,研究了3种不同动静叶轴向距离和轮缘密封轴向位置的封严效率的变化特性,结果表明:在所研究的轮缘密封结构下,随着动静叶轴向距离的增大,主流入侵流量降低,封严效率升高;动静叶轴向距离一定时,轮缘密封轴向位置越靠近静叶,则主流入侵流量越大,封严效率越低。 展开更多
关键词 涡轮 轮缘密封 封严效率 数值模拟
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大折转角弯曲扩压叶栅变冲角性能研究 被引量：13
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作者 陈浮 陈绍文 +2 位作者 王可立 谷君 王仲奇 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期220-222,共3页
实验研究了叶片正弯曲对某大折转角扇形扩压叶栅变冲角性能的影响。结果表明,叶片吸力面表面静压沿展向呈现明显的“C”型分布,促使端部附近低能流体向中径处迁移,且冲角越大,叶展中部低能流体积聚越多,损失增加明显;零冲角和负冲角时,1... 实验研究了叶片正弯曲对某大折转角扇形扩压叶栅变冲角性能的影响。结果表明,叶片吸力面表面静压沿展向呈现明显的“C”型分布,促使端部附近低能流体向中径处迁移,且冲角越大,叶展中部低能流体积聚越多,损失增加明显;零冲角和负冲角时,15°、20°弯角正弯叶栅总压损失低于直叶栅,正冲角时情形相反,而25°弯角正弯叶栅损失在所有实验冲角下均大于直叶栅。因此,慎重选择设计参数是在大折转角扩压叶栅中成功应用叶片弯曲技术的前提。 展开更多
关键词 正弯扩压叶栅 大折转角 冲角 实验研究
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轴向间隙对压气机时序效应影响之一：总性能 被引量：13
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作者 陈浮 陆华伟 +1 位作者 顾中华 王仲奇 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期232-234,共3页
本文实验研究了在不同动、静叶间轴向间隙下静叶时序效应对某低速轴流压气机气动性能的影响．结果表明,相同轴向间隙下,时序效应对效率的影响随流量增加而增强,但对压比基本没有影响；在不同轴向间隙下,设计工况效率在67%轴向间晾时最大... 本文实验研究了在不同动、静叶间轴向间隙下静叶时序效应对某低速轴流压气机气动性能的影响．结果表明,相同轴向间隙下,时序效应对效率的影响随流量增加而增强,但对压比基本没有影响；在不同轴向间隙下,设计工况效率在67%轴向间晾时最大,33%间隙时最小,且最高、最低效率的静叶时序位置有所不同．综合变轴向间隙和时序位置的影响,压气机设计工况效率最大可提高1．0%,最大流量工况处可提高2．3%．但是随着轴向间隙的减小,压气机喘振裕度有所下降． 展开更多
关键词 轴向间隙 时序效应 总性能 设计工况
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吸气槽道形状对扩压叶栅性能的影响 被引量：9
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作者 宋彦萍 陈浮 +2 位作者 赵桂杰 陈开莹 王仲奇 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期761-763,共3页
数值模拟了低速条件下吸气槽道宽度、角度变化对采用附面层吸除技术的大转角扩压叶栅气动性能影响。结果表明,附面层抽吸具有显著降低叶栅损失,改善流动,增加负荷及扩压能力等优点;吸气量相同时,槽道宽度增加可进一步改善角区流动并减... 数值模拟了低速条件下吸气槽道宽度、角度变化对采用附面层吸除技术的大转角扩压叶栅气动性能影响。结果表明,附面层抽吸具有显著降低叶栅损失,改善流动,增加负荷及扩压能力等优点;吸气量相同时,槽道宽度增加可进一步改善角区流动并减小叶栅两端部损失,吸气角度变化则对吸气槽道出口压力有较大影响,为非均匀槽道宽度设计及工况变化时有效控制吸气量提供了设计自由度。 展开更多
关键词 压气机 吸气槽道 附面层吸除 数值模拟
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