端壁造型对轮缘密封流场和封严效率的影响 被引量：8

1

作者 程舒娴 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期20-27,共8页

针对端壁造型设计在减少二次流损失的同时会影响轮缘密封的封严等问题,采用数值求解三维URANS(Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方程和SST湍流模型的方法,研究了动叶前缘下端壁5种造型对轮缘密封流场和封严效率及动叶气动性... 针对端壁造型设计在减少二次流损失的同时会影响轮缘密封的封严等问题,采用数值求解三维URANS(Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方程和SST湍流模型的方法,研究了动叶前缘下端壁5种造型对轮缘密封流场和封严效率及动叶气动性能的影响;数值分析了轮缘密封的封严效率,并与实验数据比较,验证了数值方法的准确性。对比了5种动叶前缘端壁造型结构的轮缘密封封严效率和动叶气动性能,结果表明:动叶前缘端壁造型会影响局部的压力分布,进而影响轮缘密封封严效率;与轴对称端壁相比,凸壁面端壁造型使动叶前缘高压区前移,提高了轮缘间隙处主流周向压力波动,导致最小封严气量需求增加23%以上,而凹壁面端壁造型降低了局部压力和主流的周向压力波动,能够使最小封严气量减小14%以上;凹壁面端壁造型使得动叶流道内的通道涡扩大,级效率降低。 展开更多

关键词 透平轮缘密封 端壁造型 封严效率 气动性能 数值模拟

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1.5级涡轮轮缘密封燃气入侵特性的数值研究 被引量：8

2

作者 程舒娴 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期12-20,115,共10页

通过雷诺应力湍流模型(SST)求解三维URANS(unsteady Reynods-averaged NavierStokes)方程组,研究了1.5级涡轮双重径向轮缘密封的非定常封严特性,采用附加变量法研究了主流入侵程度,数值模拟获得的动叶前、后腔时均预旋比和静压系数与实... 通过雷诺应力湍流模型(SST)求解三维URANS(unsteady Reynods-averaged NavierStokes)方程组,研究了1.5级涡轮双重径向轮缘密封的非定常封严特性,采用附加变量法研究了主流入侵程度,数值模拟获得的动叶前、后腔时均预旋比和静压系数与实验数据吻合,验证了1.5级涡轮动静交界面设置和数值方法的有效性,并在此基础上研究了变工况对动叶下游压力分布与后腔封严效率的影响规律。结果表明:后腔轮缘密封的封严效率高于前腔;后腔上游主流周向压差的开方与主流流量系数成正比;冷气量不变时,随着主流流量的增大,后腔的封严效率逐渐降低至0.4后变化趋缓。 展开更多

关键词 涡轮 轮缘密封 燃气入侵 封严效率 数值模拟

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轮缘密封封严效率及结构设计研究进展 被引量：5

3

作者 李军 程舒娴 +2 位作者 高庆 李志刚 晏鑫 《热力透平》 2018年第1期6-15,共10页

轮缘密封作为燃气透平二次空气系统的重要部件,可以有效抑制燃气入侵、防止轮盘过热,因而得到重视。介绍了透平轮缘密封外环诱导和旋转诱导燃气入侵的机理,展示了燃气透平动盘上下游腔室的流动图谱。综述了轮缘密封燃气入侵和封严效率... 轮缘密封作为燃气透平二次空气系统的重要部件,可以有效抑制燃气入侵、防止轮盘过热,因而得到重视。介绍了透平轮缘密封外环诱导和旋转诱导燃气入侵的机理,展示了燃气透平动盘上下游腔室的流动图谱。综述了轮缘密封燃气入侵和封严效率的实验测量和数值模拟研究进展,介绍了具有高封严效率的轮缘密封结构设计。总结了燃气透平轮缘密封技术的研究结论,并展望了轮缘密封技术在抑制燃气入侵和提高封严效率方面需要加强和深化的研究工作,研究总结可为燃气透平轮缘密封技术性能分析和结构设计提供参考。 展开更多

关键词 透平 轮缘密封 燃气入侵 封严效率 结构设计

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基于城市更新背景下老旧小区微改造建筑设计研究 被引量：1

4

作者 程舒娴 《住宅产业》 2024年第9期47-49,共3页

城市更新是城市规划建设理念、方式的变革,是补齐城市居住环境、服务功能的重要措施。在城市更新背景下,通过微改造建筑设计能够促进老旧小区居住环境和服务功能改善、基础设施完善,实现城市更新与保留城市特色、延续城市历史文脉协调... 城市更新是城市规划建设理念、方式的变革,是补齐城市居住环境、服务功能的重要措施。在城市更新背景下,通过微改造建筑设计能够促进老旧小区居住环境和服务功能改善、基础设施完善,实现城市更新与保留城市特色、延续城市历史文脉协调发展。本文在深入研究老旧小区微改造原则的基础上,从改造提升建筑外立面、屋顶防水和外墙修缮、空间改造和功能改善、公共空间设计改造等方面提出建筑设计措施,旨在优化老旧小区改造建筑设计内容和方法,以微改造解决居民急难愁盼问题。 展开更多

关键词 城市更新 老旧小区 微改造 建筑设计

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导叶尾缘端壁造型对轮缘密封封严的影响

5

作者 程舒娴 杜昆 李昆阳 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期135-141,共7页

采用数值求解三维URANS方程和SST湍流模型的方法,研究了导叶尾缘下端壁造型对轮缘密封的封严性能及涡轮主流气动性能的影响。对比了导叶尾缘5种不同端壁造型结构的轮缘密封封严效率和涡轮级效率。结果表明:导叶尾缘端壁凹凸幅值较大时... 采用数值求解三维URANS方程和SST湍流模型的方法,研究了导叶尾缘下端壁造型对轮缘密封的封严性能及涡轮主流气动性能的影响。对比了导叶尾缘5种不同端壁造型结构的轮缘密封封严效率和涡轮级效率。结果表明:导叶尾缘端壁凹凸幅值较大时会降低涡轮效率,端壁凹陷10%叶高时效率降低0.377%,端壁凸起10%叶高时效率降低0.103%。尾缘端壁造型会影响转静间隙附近的流动形态,进而影响轮缘密封封严效率;凸起端壁使转静间隙附近的主流径向分速度减小,燃气入侵增加,冷气质量流量比MFR=0.3%时,较无端壁造型封严效率降低0.13;凹陷端壁使转静间隙附近的主流径向分速度增大,燃气入侵减少,MFR=0.3%时,较无端壁造型封严效率提升0.2。 展开更多

关键词 轮缘密封 端壁造型 封严效率 气动性能 数值模拟

原文传递

轮缘密封单级全环模型的数值研究

6

作者 程舒娴 《装备制造技术》 2024年第6期51-52,68,共3页

燃气轮机轮缘密封处燃气入侵量主要受主流压力场和盘腔内流动结构的影响。与以往使用的单通道简化模型相比,全环模型的数值计算可以更准确地预测主流压力分布。该文通过数值求解三维Unsteady Reynods-Averaged Navier-Stokes(URANS)方... 燃气轮机轮缘密封处燃气入侵量主要受主流压力场和盘腔内流动结构的影响。与以往使用的单通道简化模型相比,全环模型的数值计算可以更准确地预测主流压力分布。该文通过数值求解三维Unsteady Reynods-Averaged Navier-Stokes(URANS)方程组和k-ωSST紊流模型的方法研究了三种不同质量流量比下单级全环轮缘密封模型的流动特性和封严性能。数值结果表明,随着冷气量的增加盘腔封严效率不断增大,当冷气质量流量比MFR=1%时,盘腔达到封严;盘腔内封严效率周向波动剧烈,不存在稳定的周期性变化,随着冷气量的增加,封严效率周向波动减小;盘腔内压力受主流压力场影响呈周期性变化,呈现出45个小高压区(与动叶数相同),以及15个大高压区(与动静叶数的最大公约数相同),盘腔底部压力波动小于盘腔顶部。 展开更多

关键词 涡轮轮缘密封 燃气入侵 数值模拟

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涡轮径向轮缘密封非定常燃气入侵和封严效率的数值研究 被引量：4

7

作者 丛庆丰 李志刚 +1 位作者 程舒娴 李军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期83-93,共11页

为防止燃气入侵涡轮盘腔,提高运行安全性,对盘腔和轮缘密封间隙内非定常流动机理进行了深入研究。采用数值求解三维URANS(Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes)和SST湍流模型的方法,研究了涡轮径向轮缘密封的非定常燃气入侵和封... 为防止燃气入侵涡轮盘腔,提高运行安全性,对盘腔和轮缘密封间隙内非定常流动机理进行了深入研究。采用数值求解三维URANS(Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes)和SST湍流模型的方法,研究了涡轮径向轮缘密封的非定常燃气入侵和封严效率。数值计算的径向轮缘密封的封严效率和环量比与实验数据吻合一致,验证了数值方法的可靠性。分析了6种冷气流量下径向轮缘密封的非定常压力分布、封严效率和燃气入侵与冷气出流特性。研究表明:冷气流量的增加阻止了径向轮缘密封处的燃气入侵和强化了冷气出流,径向轮缘密封盘腔内的封严效率随着冷气流量的增加而增加;动盘附近的封严效率高于静盘;入侵燃气基本被限制在径向轮缘密封的间隙区域。径向轮缘密封间隙出口处的主流周向时均压力随着冷气流量的增加而增加,周向时均压力最大值与最小值的差值随着冷气流量的增加而减小。当动叶前缘与静叶尾缘距离较近且不断靠近的过程,主流周向压力最大值与最小值的差值增大,动静叶相分离的过程周向压力最大值和最小值的差值减小。在静叶和动叶间非定常干涉作用下,轮缘密封间隙出口区域主流周向压力最大值与最小值差值较大时刻的主流低压区域具有优良的封严效率,同时高压区域的燃气入侵导致封严效率降低。 展开更多

关键词 燃气轮机 径向轮缘密封 燃气入侵 封严效率 数值模拟

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圆孔型预旋喷嘴转静盘腔内流动换热特性数值研究 被引量：3

8

作者 程舒娴 高铁瑜 李军 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期59-66,144-145,共8页

运用RANS(数值求解三维)方程和SST(紊流模型)的方法研究了圆孔形预旋喷嘴转静盘腔内流动换热特性。通过数值计算获得的实验测量预旋盘腔内的阻力系数和努赛尔数与实验数据吻合良好,验证了数值方法的有效性。分析了3种不同进气预旋比和... 运用RANS(数值求解三维)方程和SST(紊流模型)的方法研究了圆孔形预旋喷嘴转静盘腔内流动换热特性。通过数值计算获得的实验测量预旋盘腔内的阻力系数和努赛尔数与实验数据吻合良好,验证了数值方法的有效性。分析了3种不同进气预旋比和湍流系数对圆孔型预旋喷嘴转静盘腔内的流动换热特性的影响。研究结果表明:旋流比、阻力系数和转盘表面换热随着湍流系数的增大而增大。阻力系数由于受旋转泵效应的影响沿径向逐渐增大,受进气影响在进出口附近周向不均匀较为明显。进气预旋比较小时转盘对气流做功提高气流总温,当进气预旋比达到1.5左右时,转盘无需推动气流转动,气流总温相对较低。进气流冲击导致进气位置转盘表面Nu周向分布不均匀,并导致形成转盘表面强换热区。 展开更多

关键词 转静盘腔 预旋喷嘴 流动传热 数值模拟

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轮缘密封整周模型流动与封严特性数值研究 被引量：2

9

作者 程舒娴 李军 +1 位作者 李志刚 宋立明 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期370-376,共7页

本文通过求解SST湍流模型以及三维Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(URANS)方程,研究了单级轴流透平轮缘密封整周模型的流动与封严特性。分析了不同冷气流量下的封严效率与压力波动的变化,并通过与仅保留静叶和仅保留动叶的简... 本文通过求解SST湍流模型以及三维Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(URANS)方程,研究了单级轴流透平轮缘密封整周模型的流动与封严特性。分析了不同冷气流量下的封严效率与压力波动的变化,并通过与仅保留静叶和仅保留动叶的简化模型比较,分析了动静叶对主流与盘腔内压力波动的影响。结果表明:盘腔内部封严效率存在周向波动但无明显周期性规律,主流与盘腔内的压力周向波动受动静叶的影响,存在明显的周期性规律,静叶下游压力波动周期数等于静叶数,动叶上游与盘腔内部压力波动周期数等于动叶数。 展开更多

关键词 涡轮 轮缘密封 封严特性 数值模拟

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径向轮缘密封预旋盘腔流动换热特性数值研究 被引量：2

10

作者 程舒娴 晏鑫 +2 位作者 李志刚 宋立明 李军 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1647-1654,共8页

本文通过SST湍流模型求解RANS方程组,研究了带径向轮缘密封的预旋盘腔流动换热特性,并采用附加变量法研究径向密封的封严特性。比较了不同冷气量,不同进气预旋比下的盘腔内流动系数、转盘表面努塞尔数和封严效率。结果表明:在中分面处,... 本文通过SST湍流模型求解RANS方程组,研究了带径向轮缘密封的预旋盘腔流动换热特性,并采用附加变量法研究径向密封的封严特性。比较了不同冷气量,不同进气预旋比下的盘腔内流动系数、转盘表面努塞尔数和封严效率。结果表明:在中分面处,预旋比随进气预旋比的增大而增大,静压系数沿径向线性增大。主流入侵使转盘壁面绝热温度升高,根据流动状态计算得出的Nu较实际略大。进气预旋提高封严效率。 展开更多

关键词 涡轮 轮缘密封 预旋进气 数值模拟

原文传递

轮缘密封转静间隙处燃气入侵流动数值研究

11

作者 程舒娴 《装备制造技术》 2023年第12期44-46,共3页

轮缘密封是燃气轮机二次空气冷却系统的重要组成部分,为探究轮缘密封转静间隙处燃气入侵机理,该研究通过数值求解三维Unsteady Reynods-Averaged Navier-Stokes(URANS)方程组和SST紊流模型的方法分析了单级涡轮径向轮缘密封转静间隙处... 轮缘密封是燃气轮机二次空气冷却系统的重要组成部分,为探究轮缘密封转静间隙处燃气入侵机理,该研究通过数值求解三维Unsteady Reynods-Averaged Navier-Stokes(URANS)方程组和SST紊流模型的方法分析了单级涡轮径向轮缘密封转静间隙处非定常燃气入侵流动状态。数值模拟得到了在不同冷气质量流量比时轮缘密封转静间隙处的瞬时周向压力以及速度分布。研究表明:主流压力受到上游静叶尾迹流与动叶前缘高压区相互干涉的影响周向分布不断变化;主流局部高压会导致轮缘密封转静间隙处出现主流高温燃气流入盘腔的现象,而主流低压区域会导致冷气流从轮缘密封转静间隙处流入主流与主流掺混;冷气流量的增加会减小高压区轮缘密封转静间隙处主流流入盘腔的速度,减少主流燃气入侵,起到了轮缘密封的作用。 展开更多

关键词 涡轮轮缘密封 燃气入侵 数值模拟

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