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叶顶间隙对螺旋混流式喷水推进泵内流及推进特性的影响
1
作者 韩伟 任嘉乐 +4 位作者 郝英剑 党树娟 李望旭 徐梓添 黄心愿 《大电机技术》 2024年第1期71-79,共9页
喷水推进泵是舰船泵喷推进系统的核心部件,喷水推进泵在工作过程中,叶顶间隙处所产生的泄漏流会严重影响混流泵的工作性能。为了探讨叶轮叶顶间隙对喷水推进泵推进特性的影响,本文定义了叶顶间隙系数τ,设计了六种不同叶顶间隙系数模型... 喷水推进泵是舰船泵喷推进系统的核心部件,喷水推进泵在工作过程中,叶顶间隙处所产生的泄漏流会严重影响混流泵的工作性能。为了探讨叶轮叶顶间隙对喷水推进泵推进特性的影响,本文定义了叶顶间隙系数τ,设计了六种不同叶顶间隙系数模型并使用Ansys进行仿真分析,最终得到叶顶间隙对于喷水推进泵内流以及推进特性的影响规律。结果表明:随着叶顶间隙系数的增大,叶顶间隙处泄漏流逐渐增加,泄漏涡影响范围变大,轴向推力随着叶顶间隙系数的增大呈负指数下降,叶顶间隙处泄漏量随指数上升,喷水推进泵内流损失增加,推进效率持续减小,并且在大流量工况下叶顶间隙对喷水推进泵推进特性影响最大,在设计的六套模型中,叶顶间隙系数为0.08,叶顶间隙为0.16mm时效率最高。通过本文的研究可以发现,叶顶间隙对于喷水推进泵内流以及推进特性影响较大,在设计时应尽量减小叶顶间隙。 展开更多
关键词 叶顶间隙 喷水推进泵 外特性 叶顶间隙系数 推进特性 混流式喷水推进泵
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基于非线性谐波法的多级轴流压缩机叶顶间隙流动分析
2
作者 符永耀 赖喜德 +4 位作者 陈小明 刘升波 唐乾皓 谭兴 逮广平 《汽轮机技术》 北大核心 2024年第5期342-348,共7页
为了探究叶顶间隙对多级轴流压缩机的内部流动和气动性能的影响,对某12级多级轴流压缩机进行研究。首先,基于数值模拟预测出叶顶间隙为近零间隙(C_(n0))、设计间隙(C_(d))、1.5倍设计间隙(1.5C_(d))、2倍设计间隙(2C_(d))的压缩机性能曲... 为了探究叶顶间隙对多级轴流压缩机的内部流动和气动性能的影响,对某12级多级轴流压缩机进行研究。首先,基于数值模拟预测出叶顶间隙为近零间隙(C_(n0))、设计间隙(C_(d))、1.5倍设计间隙(1.5C_(d))、2倍设计间隙(2C_(d))的压缩机性能曲线;然后,在此基础上采用非线性谐波法(NLH)对不同间隙模型进行非定常数值模拟计算;最后,对模拟结果的内部流场状况进行分析。研究结果表明:叶顶间隙大小不仅影响压缩机的流量特性曲线,而且在某个间隙时压缩机的性能最佳,同时在稳定的工作范围内存在一个最佳间隙,即失速裕度最佳值。通过对压缩机叶顶区域流场的分析,从非定常流场的角度阐明了叶顶泄漏流形成的涡对压缩机性能影响的原因,在近零间隙模型中,叶顶间隙涡不明显,由间隙过小导致堵塞引起叶片吸力面出现较大范围的高速流动区域。当叶尖间隙在最优值左右时,叶尖泄漏流动抑制了流动分离。而随着叶顶间隙的不断增大,叶顶间隙引起涡的尺度和强度也相应增大,使压缩机性能降低。 展开更多
关键词 多级轴流压缩机 非线性谐波法 叶顶间隙 叶顶间隙涡
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叶顶间隙对多级轴流压气机性能退化的影响
3
作者 肖俊峰 伍赫 +5 位作者 高松 李园园 于飞龙 段静瑶 何伟 张蒙 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1353-1360,共8页
以某F级燃机压气机为研究对象,考虑燃机实际运行过程中腐蚀和磨损作用导致的压气机叶顶间隙变化,通过三维数值模拟方法开展了不同腐蚀/磨损状态下多级轴流压气机的性能退化机理研究,分析了叶顶间隙变化对多级轴流压气机性能的影响规律... 以某F级燃机压气机为研究对象,考虑燃机实际运行过程中腐蚀和磨损作用导致的压气机叶顶间隙变化,通过三维数值模拟方法开展了不同腐蚀/磨损状态下多级轴流压气机的性能退化机理研究,分析了叶顶间隙变化对多级轴流压气机性能的影响规律。结果表明:叶顶间隙增大会导致压气机特性曲线整体向质量流量减小的方向偏移,使得压气机的质量流量、效率及压比均产生一定程度的衰退;随着叶顶间隙的增大,压气机峰值效率逐渐降低,喘振裕度明显降低;叶顶间隙增大会导致压气机通道内的流动分离加剧,动叶叶顶间隙变化对压气机流动分离的影响更严重;静叶吸力面尾缘附近的流动分离导致形成低马赫数区,同时逆流的低速涡团导致叶根附近的损失显著增大,造成压气机性能衰退。 展开更多
关键词 多级轴流压气机 叶顶间隙 性能退化 特性线 数值模拟
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叶顶间隙对低比转数小流量泵性能的影响
4
作者 郝开元 安东森 《液压与气动》 北大核心 2024年第1期108-114,共7页
为建立叶顶间隙对低比转速小流量泵性能的影响关系,采用数值计算的方法,以叶顶间隙宽s和叶轮出口宽b的比值(s/b)表征间隙大小,对不同间隙下泵的性能展开对比分析。分析发现,随着间隙的增加,泵的扬程和效率均逐渐降低,最大和最小间隙下... 为建立叶顶间隙对低比转速小流量泵性能的影响关系,采用数值计算的方法,以叶顶间隙宽s和叶轮出口宽b的比值(s/b)表征间隙大小,对不同间隙下泵的性能展开对比分析。分析发现,随着间隙的增加,泵的扬程和效率均逐渐降低,最大和最小间隙下的扬程和效率差分别达15.4%,5.5%。当间隙较小即s/b<0.2时,扬程曲线在小流量工况会出现不稳定的“驼峰”现象,在s/b>0.3后,设计工况附近效率的降幅显著增大。从流动特性来看,随着叶顶间隙的增大,间隙泄漏流对叶轮内主流区影响加剧,会诱导严重的二次流和旋涡的产生,同时间隙内不稳定流动也会产生能量损失,造成扬程和效率下降。为低比转数小流量泵的设计与优化提供借鉴意义。 展开更多
关键词 离心泵 叶顶间隙 低比转数 小流量
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叶顶间隙对蜗壳式混流泵流动特性影响研究
5
作者 成立 颜红勤 +3 位作者 蒋红樱 潘卫锋 徐文涛 李加旭 《江苏水利》 2024年第11期1-7,11,共8页
采用计算流体力学(CFD)数值模拟技术,研究了蜗壳式混流泵在不同叶顶间隙下的水力性能及内部流动特性。通过对流场、涡流和压力分布的分析,揭示了叶顶间隙变化对泵装置扬程、效率及运行稳定性的影响。结果表明,随着间隙尺寸的增大,混流... 采用计算流体力学(CFD)数值模拟技术,研究了蜗壳式混流泵在不同叶顶间隙下的水力性能及内部流动特性。通过对流场、涡流和压力分布的分析,揭示了叶顶间隙变化对泵装置扬程、效率及运行稳定性的影响。结果表明,随着间隙尺寸的增大,混流泵的整体效率逐渐下降,且对大流量工况的影响尤为显著。同时,叶顶间隙的增大会导致叶轮区域泄漏涡的增强,影响泵的运行稳定性。 展开更多
关键词 蜗壳式混流泵 计算流体力学 叶顶间隙 叶尖泄漏
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压气机叶顶间隙流动与控制研究进展
6
作者 韩汶昕 张雪辉 +5 位作者 许剑 傅力宏 蒋鑫 郭文宾 谢宇超 陈海生 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1940-1962,共23页
压缩空气储能被视为最具发展潜力的物理储能技术,作为其核心部件,压气机的性能表现在较大程度上决定着储能系统的经济性和效率。叶顶间隙流动因其复杂的三维流动特性,对压气机内部流场结构变化存在重要作用,是影响整机性能的关键因素。... 压缩空气储能被视为最具发展潜力的物理储能技术,作为其核心部件,压气机的性能表现在较大程度上决定着储能系统的经济性和效率。叶顶间隙流动因其复杂的三维流动特性,对压气机内部流场结构变化存在重要作用,是影响整机性能的关键因素。文章依照叶顶结构特点分类总结了带冠、无冠轴流压气机和开式/半开式、闭式离心压气机叶顶间隙流动产生的机理,根据压气机流动特性,进一步综述国内外压气机叶顶间隙流动的研究进展,形成以下结论:对于无冠轴流压气机,非定常叶顶间隙流动与失速、叶片噪声及振动问题密切相关,需扩充研究成果以优化叶顶设计;带冠轴流压气机缺乏实验和数据支撑,流动控制手段单一,可尝试跨领域应用控制技术;离心压气机叶顶间隙流动研究仍需探索变间隙特性和周向不均匀性对流动结构的影响,并提升应对流场变化的能力。未来研究可着重于高精度数值模拟方法的应用推广、跨领域控制技术的尝试和复合结构的探索。 展开更多
关键词 压缩空气储能 压气机 叶顶间隙流动 流动控制技术
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转子叶顶间隙值及改型对压气机性能影响的数值模拟
7
作者 李志鹏 张国臣 +2 位作者 张成烽 徐志晖 曹志远 《航空发动机》 北大核心 2024年第4期58-67,共10页
为了分析转子叶顶间隙值和改型对压气机性能的影响,以典型轴流跨声速压气机NASA stage 35为对象,对不同叶顶间隙值的压气机进行数值模拟。结果表明:叶顶间隙增大并且泄漏流强度提高,会导致脱体激波位置前移,转子吸力面激波作用位置后移... 为了分析转子叶顶间隙值和改型对压气机性能的影响,以典型轴流跨声速压气机NASA stage 35为对象,对不同叶顶间隙值的压气机进行数值模拟。结果表明:叶顶间隙增大并且泄漏流强度提高,会导致脱体激波位置前移,转子吸力面激波作用位置后移,前缘溢流现象减弱,叶尖泄漏涡与激波作用增强,间隙区域涡量增加,靠近前缘的涡核向下游移动,但附面层与激波之间的作用减弱;不同叶顶间隙值的压气机失速机制不同,在小间隙下压气机失速是由叶尖泄漏涡和转子吸力面附面层分离共同作用引起的,在大间隙下压气机失速是由叶尖泄漏涡引起的;在研究的变化范围内,叶顶间隙值为0.50τ时,压气机性能最好,峰值效率和稳定裕度分别提高了0.16%和2.39%;将最优间隙改型成平行扩张式和正弦波间隙后,压气机性能提高,脱体激波后移,叶尖泄漏涡与激波作用程度减弱,转子吸力面附面层分离减弱,改型间隙能够减少叶片制作材料,减轻发动机质量。 展开更多
关键词 叶尖泄漏流 激波 前缘溢流 附面层分离 叶顶间隙改型 转子 压气机 航空发动机
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排气孔参数及叶顶间隙对除气泵性能影响的研究
8
作者 周鹏程 杨军虎 +1 位作者 徐金鹏 马俊 《液压气动与密封》 2024年第4期8-14,共7页
以一种由半开式离心主泵和内置液环真空泵组合而成的新型半开式除气泵为研究对象,探究其离心叶轮后盖板开设的排气孔的参数以及叶顶间隙对此泵除气性能的影响,由孔径d、孔的径向位置r、孔的周向位置θ、叶顶间隙δ组成四因素三水平的9... 以一种由半开式离心主泵和内置液环真空泵组合而成的新型半开式除气泵为研究对象,探究其离心叶轮后盖板开设的排气孔的参数以及叶顶间隙对此泵除气性能的影响,由孔径d、孔的径向位置r、孔的周向位置θ、叶顶间隙δ组成四因素三水平的9组正交试验方案,通过正交试验探究出各因素的最优组合方案,得到最终的优化组合方案为d=19 mm,r=70 mm,θ=20°,δ=0.6 mm。对比设计流量下优化除气泵与初始除气泵的除气率发现,优化除气泵的除气率提高了22.82%,达到了优化除气泵性能的目的。观察优化前后除气泵内流场的变化发现,优化除气泵离心叶轮流道内的气相聚集区域更少,湍动能更小,由此可见合理地布置排气孔以及调整叶顶间隙可以改善除气泵内的气液两相分布情况与流动状态,进而提升泵的性能。 展开更多
关键词 排气孔 叶顶间隙 除气泵 气液两相流 正交试验
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考虑叶顶间隙的半开式离心泵扬程分析及滑移系数研究
9
作者 王见璋 李浩冉 +1 位作者 任雨枫 白长青 《水泵技术》 2024年第5期1-6,共6页
扬程是衡量离心泵输送液体能力的重要指标,而表征叶轮流体流动滑移现象的滑移系数是扬程计算中的主要参数之一。以半开式离心泵为研究对象,考虑叶顶间隙建立离心泵-管道系统CFD数值仿真模型,并搭建相应试验平台,通过数值仿真与试验研究... 扬程是衡量离心泵输送液体能力的重要指标,而表征叶轮流体流动滑移现象的滑移系数是扬程计算中的主要参数之一。以半开式离心泵为研究对象,考虑叶顶间隙建立离心泵-管道系统CFD数值仿真模型,并搭建相应试验平台,通过数值仿真与试验研究,发现随着叶顶间隙的增大,扬程显著减小,并随着流量增加,叶顶间隙对扬程影响愈加显著。结合熵产理论以及Ω涡识别方法,探讨了叶顶间隙对半开式离心泵扬程的影响机理,通过回归分析提出了新的滑移系数计算公式。对比所提出的计算公式与试验结果,发现数据吻合良好,表明所提出的计算公式合理可靠,可有效提高半开式离心泵的性能预测精度。 展开更多
关键词 离心泵 扬程 叶顶间隙 滑移系数
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压气机叶顶间隙变化规律及对气动性能的影响
10
作者 高国荣 曾瑞慧 陈美宁 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第6期2573-2580,共8页
以大涵道比涡扇发动机系列的十级高压压气机为研究对象,在压气机部件、核心机及整机平台上详细开展了压气机叶顶间隙变化规律及其对气动性能影响的试验研究,同时结合叶顶间隙对跨音级、高亚音级和低亚音级的仿真验证,得到了压气机不同... 以大涵道比涡扇发动机系列的十级高压压气机为研究对象,在压气机部件、核心机及整机平台上详细开展了压气机叶顶间隙变化规律及其对气动性能影响的试验研究,同时结合叶顶间隙对跨音级、高亚音级和低亚音级的仿真验证,得到了压气机不同级对叶顶间隙的性能敏感区,进而揭示了叶顶间隙影响多级压气机整机性能的机理。结果表明:不同尺寸的压气机叶顶间隙变化规律具有一致性,经验证主要和离心力及温度场相关。间隙增大后压气机设计转速下的流量压比特性和流量效率特性均整体下降,尤其后面级间隙对气动性能有显著影响。随着叶顶间隙的增大,压气机的跨音级因叶片较长使得相对叶顶间隙较小,未出现效率突降的情况,但是后面亚音级做功能力明显降低,间隙影响主要集中在后面级即亚音级,使得压气机典型工况的效率和裕度均有所下降。 展开更多
关键词 压气机 叶顶间隙 跨音级 亚音级 气动性能
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叶顶间隙对通风机叶顶区域流动特性影响的研究
11
作者 李俊建 《机械管理开发》 2024年第4期86-88,共3页
为了进一步优化对旋式通风机的运行特性,对不同叶顶间隙情况下风机内部的流场特性进行了研究.实际验证表明,叶顶间隙越大,风机在工作时的熵损失就越高,后侧叶片在叶顶区域的流动损失会明显高于前级叶片.叶顶间隙越大,在前级叶片顶部所... 为了进一步优化对旋式通风机的运行特性,对不同叶顶间隙情况下风机内部的流场特性进行了研究.实际验证表明,叶顶间隙越大,风机在工作时的熵损失就越高,后侧叶片在叶顶区域的流动损失会明显高于前级叶片.叶顶间隙越大,在前级叶片顶部所泄漏的气流会形成一个涡旋结构,导致叶顶间隙的中部和尾部形成二次泄露,堵塞叶顶区域的气流入口,造成风机高速运行时的"喘振"情况. 展开更多
关键词 对旋通风机 叶顶间隙 熵损失 二次泄漏
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叶顶间隙对潜水轴流泵压力脉动的影响研究
12
作者 郑文贤 王开杰 +3 位作者 汪程鹏 王生辉 周冲 李嘉成 《现代机械》 2024年第2期40-45,共6页
轴流泵的叶顶间隙泄漏是引起涡动干扰和压力脉动的关键因素,不同叶顶间隙下机组受到的激振力和压力冲击差异显著。本文以350ZQ-125型高比转速立式潜水轴流泵为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型,对6个不同叶顶间隙叶轮模型在设计流量工况... 轴流泵的叶顶间隙泄漏是引起涡动干扰和压力脉动的关键因素,不同叶顶间隙下机组受到的激振力和压力冲击差异显著。本文以350ZQ-125型高比转速立式潜水轴流泵为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型,对6个不同叶顶间隙叶轮模型在设计流量工况下轴流泵三个关键部件流道内压力脉动进行计算。结果显示,不考虑叶顶间隙时,轴流泵内部压力脉动主要由动静干涉引起;考虑叶顶间隙时,泵内压力脉动受间隙泄漏的影响,进水喇叭和导叶流道内呈现为低频脉动,脉动幅值随着间隙的增加逐渐降低。叶轮流道内的受叶片扰动脉动主频为3 f_(n),且脉动幅值变化不明显。合适的叶顶间隙尺寸可以降低叶轮进口和导叶出口的压力脉动。 展开更多
关键词 轴流泵 叶顶间隙 数值计算 压力脉动
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轴流压气机可调进口导叶叶顶间隙的数值仿真
13
作者 刘勇 关跃 +6 位作者 刘峥 刘大争 冯俊玮 杨晶晶 丁骏 蓝吉兵 隋永枫 《燃气轮机技术》 2024年第2期22-27,36,共7页
为了研究分布式能源燃气轮机可调进口导叶的叶顶间隙,以某型燃气轮机跨音速级的轴流压气机为研究对象,采用NUMECA软件对可调进口导叶的不同叶顶间隙方案进行了数值模拟,分析了可调进口导叶叶顶间隙的仿真方法,以及对压气机跨音速级性能... 为了研究分布式能源燃气轮机可调进口导叶的叶顶间隙,以某型燃气轮机跨音速级的轴流压气机为研究对象,采用NUMECA软件对可调进口导叶的不同叶顶间隙方案进行了数值模拟,分析了可调进口导叶叶顶间隙的仿真方法,以及对压气机跨音速级性能的影响。结果表明:若忽略可调进口导叶的部分间隙,将减小压气机的堵塞流量,增大高负荷工况的效率;部分间隙的泄漏流增加了可调进口导叶叶顶区域的总压损失,增大了下游动叶的入口冲角,并改变了近堵塞工况时下游动叶内的激波结构。建议在三维仿真时,不可忽略可调进口导叶的部分间隙结构。 展开更多
关键词 轴流压气机 可调进口导叶 叶顶间隙 数值模拟
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叶顶间隙对压入式矿用对旋主通风机叶顶区域流动性的影响 被引量：2
14
作者 陈庆光 郭武 +1 位作者 张祯江 徐延辉 《煤炭工程》 北大核心 2023年第2期140-145,共6页
为了研究叶顶间隙对压入式矿用对旋主通风机叶顶区域流动的影响,分别针对2mm、3mm和4mm三种叶顶间隙下风机全流道内的非定常流动进行数值模拟。结果表明:随着叶顶间隙的增大,在峰值效率工况下,叶顶区域的熵损失显著增大,后级叶顶区域的... 为了研究叶顶间隙对压入式矿用对旋主通风机叶顶区域流动的影响,分别针对2mm、3mm和4mm三种叶顶间隙下风机全流道内的非定常流动进行数值模拟。结果表明:随着叶顶间隙的增大,在峰值效率工况下,叶顶区域的熵损失显著增大,后级叶顶区域的流动损失明显高于前级;在近失速工况下,前级叶顶区域出现了前缘溢流、尾缘反流现象,前级叶顶区域的流动损失比后级更大。在较大的叶顶间隙下,前级前缘叶顶泄漏流形成松散的涡系结构,诱导叶顶间隙的中部和尾缘区域的泄漏流形成回流和二次泄漏,堵塞叶顶区域的通道入口,引起“突尖型”失速起始扰动的发生。 展开更多
关键词 对旋风机 近失速工况 叶顶间隙 叶顶泄漏流 二次泄漏流
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叶顶间隙对叶轮内部流动与变形影响的流固耦合分析 被引量：3
15
作者 贺诗榕 董志强 刘通 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期133-141,共9页
为探究对离心空压机叶轮叶顶间隙处的流动特性与运行时叶片发生的耦合变形,基于流固耦合传热理论,建立叶轮内部流体力学与结构力学数值计算模型,综合考虑离心力、气动力和热应力3种载荷,分析不同叶顶间隙下叶顶处的应力和变形分布。仿... 为探究对离心空压机叶轮叶顶间隙处的流动特性与运行时叶片发生的耦合变形,基于流固耦合传热理论,建立叶轮内部流体力学与结构力学数值计算模型,综合考虑离心力、气动力和热应力3种载荷,分析不同叶顶间隙下叶顶处的应力和变形分布。仿真结果表明:叶顶间隙会产生入口分离涡和叶顶泄漏流,两者共同干扰主流区的流动,增加流动损失;在离心力、气压载荷和热载荷共同作用下,叶片最大变形发生在叶片叶顶弦长0.3左右处,吸力面比压力面的最大变形量大3.7%,随着叶高的降低,变形量逐渐减小;叶片叶顶前缘部分应力值较小,叶顶处压力面与吸力面的最大应力值不在同一轴向位置,随着间隙值的增大,顶部的应力值整体逐渐降低。通过流场和结构分析,确定最佳间隙,并对叶片进行线型优化,优化后叶片的气动性能与安全性得到显著提高。 展开更多
关键词 离心空压机 叶顶间隙 泄漏流 流固耦合 线型优化
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某燃气轮机涡轮叶顶间隙计算分析
16
作者 邓喆 余沛坰 +2 位作者 胡海良 杨世锡 隋永枫 《汽轮机技术》 北大核心 2023年第2期87-89,140,共4页
涡轮叶顶间隙直接影响燃机的安全和效率。利用有限元软件,首先,进行涡轮转静子二维热-结构耦合分析,计算得到涡轮周向平均叶顶间隙;其次,考虑涡轮转静子三维效应、转子挠度、油膜抬升和燃机启停对涡轮叶顶间隙的影响,修正了涡轮叶顶间... 涡轮叶顶间隙直接影响燃机的安全和效率。利用有限元软件,首先,进行涡轮转静子二维热-结构耦合分析,计算得到涡轮周向平均叶顶间隙;其次,考虑涡轮转静子三维效应、转子挠度、油膜抬升和燃机启停对涡轮叶顶间隙的影响,修正了涡轮叶顶间隙。计算结果表明:涡轮二维热-结构耦合分析能够较为准确地计算涡轮叶顶间隙,涡轮转静子三维效应、转子挠度、油膜抬升对涡轮叶顶间隙周向分布有一定影响;燃机启动过程,涡轮叶顶间隙出现极小值,尤其涡轮叶顶间隙g3和g4发生碰磨,需增加可磨密封设计避免碰磨。 展开更多
关键词 燃气轮机 叶顶间隙 热-结构耦合分析
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叶顶间隙结构对轴流铅铋泵叶轮磨损特性的影响
17
作者 常杰元 黎义斌 +3 位作者 马文生 张人会 刘欣 牛腾 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期54-62,共9页
铅冷快堆反应回路中的高温液态铅铋金属会对轴流铅铋泵叶轮叶片头部产生冲刷磨损效应,造成叶片表面保护层破裂从而加快材料腐蚀速率。为了降低高温液态金属对叶片表面的冲刷磨损效应,设计平面、倒直角和倒圆角的三种叶顶间隙结构,并通... 铅冷快堆反应回路中的高温液态铅铋金属会对轴流铅铋泵叶轮叶片头部产生冲刷磨损效应,造成叶片表面保护层破裂从而加快材料腐蚀速率。为了降低高温液态金属对叶片表面的冲刷磨损效应,设计平面、倒直角和倒圆角的三种叶顶间隙结构,并通过缩比换算方法验证仿真结果的可靠性,继而采用ANSYS CFX流体动力学软件分析了不同叶顶间隙结构下的流速、剪切力、流态随冲刷磨损特性变化规律,并利用壁面熵产率方法分析了高温液态铅铋金属在材料表面的能量损耗。结果表明:标准工况下倒直角模型的扬程和效率较平面分别降低了1.02%和0.64%,倒圆角模型扬程降低了0.51%,而效率提升了0.51%。叶轮内冲刷磨损效应主要发生在叶片轮缘进口边附近,倒直角和倒圆角设计可以通过降低叶顶间隙的流速和改善流态的途径减小叶片表面机械能损耗,从而降低该位置的冲刷磨损效应。因此倒圆角设计和倒直角设计能够改善高温液态铅铋金属对叶片头部冲刷磨损的影响。 展开更多
关键词 轴流铅铋泵 叶顶间隙 冲刷磨损 数值模拟
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叶顶间隙对半开式叶轮离心泵的性能影响研究
18
作者 张方芳 陶然 肖若富 《大电机技术》 2023年第3期43-50,共8页
为探究叶顶间隙的改变对半开式叶轮离心泵外特性的影响,本文以一公开实验数据的半开式模型泵为研究对象,选取叶顶间隙δ分别为0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm和2.0mm九种方案,选取SST k-ω模型预测湍流,基于AN... 为探究叶顶间隙的改变对半开式叶轮离心泵外特性的影响,本文以一公开实验数据的半开式模型泵为研究对象,选取叶顶间隙δ分别为0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm和2.0mm九种方案,选取SST k-ω模型预测湍流,基于ANSYS-CFX对模型泵进行全流道数值模拟。通过CFD-Post对计算结果进行处理,得到不同叶顶间隙下离心泵扬程、效率、轴向力、轴功率四个参数变化情况以及不同叶顶间隙方案下间隙内流动情况,结合其曲线斜率、一阶导数值、内部流场情况进行深入分析,得出不同叶顶间隙下各参数的变化规律,为综合考虑各参数增长速度以及水泵应用的要求而设计半开式离心泵叶轮叶顶间隙值提供了一定的参考。 展开更多
关键词 离心泵 半开式叶轮 数值模拟 叶顶间隙
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叶顶间隙对氮低温透平膨胀机效率影响的数值模拟
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作者 张志航 常正则 +2 位作者 马长城 霍谊 葛锐 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-9,共9页
氮低温制冷循环系统为高能同步辐射光源提供80 K温区冷量,其最核心的部件为氮透平膨胀机,透平叶顶间隙会改变流场分布,对效率产生较大影响。首先根据设计工况初步确定了氮透平的几何结构,随后利用数值模拟对流场进行计算,研究了叶顶间... 氮低温制冷循环系统为高能同步辐射光源提供80 K温区冷量,其最核心的部件为氮透平膨胀机,透平叶顶间隙会改变流场分布,对效率产生较大影响。首先根据设计工况初步确定了氮透平的几何结构,随后利用数值模拟对流场进行计算,研究了叶顶间隙参数对流场分布以及整体效率的影响。结果表明,叶顶间隙的存在会使工作轮入口叶顶出现涡流,改变流场分布。在等叶顶间隙情况下,叶顶间隙相对出口叶高小于1.5%时,间隙每增加0.5%,等熵效率降低1.5%左右;在不等叶顶间隙情况下,径向间隙对透平效率的影响要明显大于轴向间隙。 展开更多
关键词 氮透平膨胀机 叶顶间隙 通流结构 数值模拟
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叶顶间隙对离心泵气液两相流特性的影响
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作者 田龙 杨军虎 +2 位作者 余学民 徐国斌 李松源 《液压气动与密封》 2023年第5期88-93,共6页
为研究叶顶间隙对离心泵气液两相流特性的影响,以比转速为33的半开式叶轮离心泵为研究对象,设计了四种叶顶间隙值(0.3 mm、0.5 mm、0.7 mm、1 mm)的模型泵,采用Eulerian模型对各间隙值模型泵进行了不同进口含气率(IGVF)不同流量工况下... 为研究叶顶间隙对离心泵气液两相流特性的影响,以比转速为33的半开式叶轮离心泵为研究对象,设计了四种叶顶间隙值(0.3 mm、0.5 mm、0.7 mm、1 mm)的模型泵,采用Eulerian模型对各间隙值模型泵进行了不同进口含气率(IGVF)不同流量工况下气液两相流动进行了数值计算,得到了不同IGVF下各模型泵的外特性曲线,并分析了叶顶间隙变化对模型泵外特性及其内部流场影响规律。结果表明:当IGVF≤5%时,气相在泵内的聚集程度较低,叶顶间隙泄漏流动是影响模型泵性能的主要原因,模型泵的性能随间隙值的增大而减小,0.3 mm间隙值为最佳间隙值;当IGVF=12%时,气相在泵内高度聚集,导致叶轮内部流动极为紊乱,湍动能的分布范围和强度也逐渐增强,由此造成的能量损失是导致模型泵性能下降的主要因素,其中0.5 mm间隙值模型泵的湍动能分布和强度最小,此时模型泵的性能达到最佳。 展开更多
关键词 离心泵 叶顶间隙 气液两相流 数值模拟
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