叶尖间隙对轴流压气机近失速叶尖流动的影响 被引量：8

1

作者 段静瑶 肖俊峰 +4 位作者 高松 李园园 上官博 蔡柳溪 于飞龙 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第2期38-44,共7页

为研究动叶间隙大小对轴流压气机近失速叶尖流动的影响,以一台高亚声速一级半压气机级为研究对象,在设计间隙、小间隙及2个大间隙下进行定常三维数值模拟。计算结果表明,设计间隙下压气机喘振裕度最大,随着间隙增大,裕度近似呈线性降低... 为研究动叶间隙大小对轴流压气机近失速叶尖流动的影响,以一台高亚声速一级半压气机级为研究对象,在设计间隙、小间隙及2个大间隙下进行定常三维数值模拟。计算结果表明,设计间隙下压气机喘振裕度最大,随着间隙增大,裕度近似呈线性降低,失速形式由动叶吸力面分离引起的"叶尖失速"转变为"泄漏涡堵塞失速"。大间隙情况下,叶尖前缘附近发出的泄漏流形成松散的涡系结构,诱导中部及尾缘附近泄漏流共同形成回流及大量二次泄漏,堵塞转子通道进口,引起失速的发生。 展开更多

关键词 轴流压气机 叶尖间隙 叶尖泄漏流 失速机理

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壁面粗糙度对轴流压气机气动性能的影响 被引量：7

2

作者 蔡柳溪 高松 +4 位作者 肖俊峰 李园园 于飞龙 段静瑶 王顺森 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期36-42,共7页

以某典型压气机级为研究对象,利用三维数值模拟方法系统、定量地研究了壁面粗糙度变化对轴流压气机气动性能的影响,揭示了壁面粗糙导致压气机性能退化的内在机制。结果表明:壁面粗糙度增大会降低压气机总压比和等熵效率,且粗糙度越大,... 以某典型压气机级为研究对象,利用三维数值模拟方法系统、定量地研究了壁面粗糙度变化对轴流压气机气动性能的影响,揭示了壁面粗糙导致压气机性能退化的内在机制。结果表明:壁面粗糙度增大会降低压气机总压比和等熵效率,且粗糙度越大,性能衰退越快;当壁面粗糙度超过90μm时,压气机的总压比和等熵效率分别下降2.58%和7.15%;近壁区气流的黏性耗散,分离区气流掺混、堵塞的增强,以及激波损失是导致压气机性能退化的主要原因;壁面粗糙度增大将使压气机特性线向流量减小的方向移动,近失速点的特性参数减小得更快,压气机的稳定工况范围有所增大,但通流能力大幅降低;当壁面粗糙度超过150μm时,失速工况提前发生,压气机稳定工作范围迅速减小6.21%。 展开更多

关键词 轴流压气机 壁面粗糙度 性能退化 特性线

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高压熔体过滤器流场分析及结构优化研究 被引量：1

3

作者 蔡柳溪 姚佳伟 +4 位作者 侯燕芳 李云 高秀峰 张毅 魏清希 《化工机械》 CAS 2023年第3期332-342,共11页

针对高温高压服役环境下熔体过滤器局部流动不畅的问题,采用三维数值模拟方法耦合多孔介质模型对熔体过滤器内聚酯熔体的流动和过滤特性进行系统研究,探索了熔体流量、滤芯性能退化及滤芯分布等因素对过滤器性能和流动特性的影响机制,... 针对高温高压服役环境下熔体过滤器局部流动不畅的问题,采用三维数值模拟方法耦合多孔介质模型对熔体过滤器内聚酯熔体的流动和过滤特性进行系统研究,探索了熔体流量、滤芯性能退化及滤芯分布等因素对过滤器性能和流动特性的影响机制,在此基础上开展了熔体过滤器结构优化和强度校核工作。 展开更多

关键词 聚酯熔体 熔体过滤器 数值模拟 剪切速率 强度校核

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高参数汽轮机喷嘴材料抗固体颗粒冲蚀机制研究 被引量：4

4

作者 蔡柳溪 王顺森 +1 位作者 毛靖儒 丰镇平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期1822-1828,共7页

在设计、搭建的高温高速加速冲蚀试验台上对高参数汽轮机常用的6种喷嘴材料进行了高温抗固体颗粒冲蚀试验研究，并对试验后的材料表面进行了微观分析。研究结果表明：6种喷嘴母材均表现出典型的塑性材料冲蚀特性，最大冲蚀率对应的角度... 在设计、搭建的高温高速加速冲蚀试验台上对高参数汽轮机常用的6种喷嘴材料进行了高温抗固体颗粒冲蚀试验研究，并对试验后的材料表面进行了微观分析。研究结果表明：6种喷嘴母材均表现出典型的塑性材料冲蚀特性，最大冲蚀率对应的角度在（24±4）°范围内，速度指数在2．7～3范围，均高于Finnie冲蚀模型中的对应数值。在氧化皮颗粒小角度冲蚀下，喷嘴的冲蚀破坏主要足由颗粒的微切削所致。而在大角度冲蚀下，喷嘴材料表面主要受到粒子的正应力作用而产生严重的凿削和塑性变形。通过对试验结果进行系统分析，文中在Finnie微切削冲蚀模型的基础上建立了适用于工程实际的高参数汽轮机喷嘴材料抗吲体颗粒冲蚀预测模型。该研究结果深化了高参数汽轮机喷嘴高温颗粒冲蚀机制，为综合防治叶栅冲蚀破坏和预测喷嘴高效做功寿命提供了参考。 展开更多

关键词 高参数汽轮机 调节级喷嘴 固体颗粒冲蚀 加速试验 冲蚀模型

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燃气透平叶片表面颗粒沉积特性数值研究进展 被引量：4

5

作者 蔡柳溪 肖俊峰 +4 位作者 高松 李园园 于飞龙 段静瑶 王顺森 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期342-353,共12页

污染物颗粒在燃气透平叶片表面及冷却通道内的沉积将影响透平叶片的冷却特性和安全服役寿命。国外许多研究机构对燃气透平叶片表面污染物颗粒沉积特性及其与叶片气膜冷却的相互作用机制进行了持续研究。本文首次系统总结了近年来燃气透... 污染物颗粒在燃气透平叶片表面及冷却通道内的沉积将影响透平叶片的冷却特性和安全服役寿命。国外许多研究机构对燃气透平叶片表面污染物颗粒沉积特性及其与叶片气膜冷却的相互作用机制进行了持续研究。本文首次系统总结了近年来燃气透平叶片表面污染物颗粒沉积特性数值研究进展,重点介绍了燃气透平叶栅流道内污染物颗粒的沉积机制、颗粒沉积和脱离物理模型以及颗粒沉积与透平叶片冷却特性相互作用的数值模拟方法和研究成果。基于当前研究热点和发展趋势,结合作者的研究经历,指出了国内在研发先进燃气轮机透平冷却结构时应注意的问题和方向,为高效、燃料适应性更广的燃气轮机技术自主开发奠定基础。 展开更多

关键词 燃气透平 污染物颗粒 沉积模型 气膜冷却 数值模拟

原文传递

钛合金靶材颗粒冲蚀磨损及能量转化特性数值研究 被引量：1

6

作者 侯燕芳 蔡柳溪 +2 位作者 姚佳伟 贺尧 李云 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期151-160,207,共11页

目的解决钛合金材料固体颗粒磨损问题。方法采用显式动力学有限元分析手段,结合Johnson-cook材料模型和应变累积失效模型,对多颗粒连续冲击Ti-6Al-4V钛合金靶材的冲蚀特性和能量转化特性进行数值模拟。结果在颗粒以倾斜角度连续冲击靶材... 目的解决钛合金材料固体颗粒磨损问题。方法采用显式动力学有限元分析手段,结合Johnson-cook材料模型和应变累积失效模型,对多颗粒连续冲击Ti-6Al-4V钛合金靶材的冲蚀特性和能量转化特性进行数值模拟。结果在颗粒以倾斜角度连续冲击靶材时,最大冲蚀应力呈现一定波动性。当颗粒在法向连续冲击时,靶材会快速进入稳定冲蚀阶段。在不同入射角度下,多颗粒连续冲击靶材的最大应力均位于靶材产生材料堆积的位置。在入射角90°和入射速度130 m/s下,当颗粒尺寸从50μm增至150μm时,最大冲击坑深度从3.124μm增至8.997μm。当颗粒尺寸超过100μm后,由于加工硬化机制的影响,后续颗粒冲击产生的应力比第1次冲击产生的应力降低了30%~60%。在冲角为30°下,当摩擦因数从0增至0.2时,颗粒动能损失增大了22.69%。随着入射角度的增加,摩擦因数对颗粒动能损失的影响逐渐减弱。结论从微观机制上解释了入射角度和颗粒粒径对多颗粒连续冲蚀行为的影响,明确了摩擦因数对颗粒冲蚀过程中能量转化特性的影响。 展开更多

关键词 钛合金 冲蚀磨损 能量转化 摩擦因数 数值模拟

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猫耳气膜孔冷却性能数值模拟 被引量：3

7

作者 于飞龙 肖俊峰 +4 位作者 高松 李园园 段静瑶 蔡柳溪 上官博 《热力发电》 CAS 北大核心 2018年第9期48-55,共8页

为了研究透平静叶不同位置处猫耳气膜孔的冷却性能,对7种猫耳气膜孔结构在吹风比为0.5、1.0、1.5和2.0时的冷却效率曲线进行分析。结果表明:前向角大小是影响猫耳气膜孔冷却性能的关键参数;随着吹风比的增大,静叶压力面靠近前缘的气膜... 为了研究透平静叶不同位置处猫耳气膜孔的冷却性能,对7种猫耳气膜孔结构在吹风比为0.5、1.0、1.5和2.0时的冷却效率曲线进行分析。结果表明:前向角大小是影响猫耳气膜孔冷却性能的关键参数;随着吹风比的增大,静叶压力面靠近前缘的气膜孔纵向平均冷却效率有降低趋势;提高前向角起始位置会使下游中心线附近冷却效率增大,但纵向平均气膜冷却效率较低。 展开更多

关键词 透平 静叶 猫耳 气膜孔 气膜冷却 吹风比 纵向平均 冷却效率

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燃气透平叶片表面颗粒沉积特性试验研究进展 被引量：3

8

作者 肖俊峰 蔡柳溪 +4 位作者 高松 于飞龙 段静瑶 李园园 王顺森 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1566-1576,共11页

污染物颗粒在燃气轮机透平叶片表面的沉积将直接影响透平叶片的冷却特性,进而影响透平叶片的安全服役寿命。国外许多研究机构对燃气透平叶片表面污染物颗粒沉积特性及其与气膜冷却的相互作用机制进行了持续研究。本文首次总结了近年来... 污染物颗粒在燃气轮机透平叶片表面的沉积将直接影响透平叶片的冷却特性,进而影响透平叶片的安全服役寿命。国外许多研究机构对燃气透平叶片表面污染物颗粒沉积特性及其与气膜冷却的相互作用机制进行了持续研究。本文首次总结了近年来燃气透平叶片表面污染物颗粒沉积特性的相关试验研究进展,重点介绍了燃气透平叶片表面污染物颗粒沉积的发生机制和当前知名研究机构的实验研究方法、测试技术和研究成果。基于当前研究热点和发展趋势,结合作者的研究经历,指出了国内在开展类似实验研究时应注意的问题和方向,为高效、燃料适应性更广的燃气轮机技术自主开发奠定基础。 展开更多

关键词 燃气透平 污染物颗粒 沉积 气膜冷却 试验研究

原文传递

静叶斜置对高参数汽轮机再热后第一级叶栅冲蚀的影响 被引量：2

9

作者 蔡柳溪 王顺森 +3 位作者 毛靖儒 丰镇平 张俊杰 徐亚涛 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期12-15,107,共5页

在高温、高速加速冲蚀试验结果所建立的叶栅材料冲蚀率模型和粒子反弹模型的基础上,利用三维数值计算法模拟、分析了静叶斜置对超临界及超超临界汽轮机再热后第一级叶栅冲蚀特性的影响.结果表明:再热后第一级静叶斜置角度为30°时,... 在高温、高速加速冲蚀试验结果所建立的叶栅材料冲蚀率模型和粒子反弹模型的基础上,利用三维数值计算法模拟、分析了静叶斜置对超临界及超超临界汽轮机再热后第一级叶栅冲蚀特性的影响.结果表明:再热后第一级静叶斜置角度为30°时,静叶压力面最大冲蚀失重减小了约30%,吸力面尾缘的冲蚀破坏明显减轻,级效率仅下降0.1%;进一步增大斜置角度,再热后第一级叶栅抗磨性能提升并不明显,级效率下降了1%;减小斜置角度会使静叶压力面最大冲蚀失重增加23%,叶栅抗磨性能显著降低.该研究结果可为减轻再热后第一级叶栅的冲蚀破坏提供技术依据. 展开更多

关键词 再热后第一级 固体颗粒冲蚀 静叶斜置 冲蚀失重 数值模拟

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不同调控方式下宽工况压缩机适应性分析 被引量：1

10

作者 曹颜玉 龙瑶妹 +5 位作者 赵刚 温洪波 高秀峰 蔡柳溪 王旭岑 李云 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2021年第6期39-45,共7页

针对某海洋平台宽工况往复压缩机,提出了联合使用多种流量调控方式的气量调节方案。并基于力学分析和压缩机气阀仿真模型,研究了压缩机在不同调控方案下的适应性。结果表明,各典型年份调控方案下压缩机的动力性能适应性良好。其中,含排... 针对某海洋平台宽工况往复压缩机,提出了联合使用多种流量调控方式的气量调节方案。并基于力学分析和压缩机气阀仿真模型,研究了压缩机在不同调控方案下的适应性。结果表明,各典型年份调控方案下压缩机的动力性能适应性良好。其中,含排气旁通调节的压缩机调控方案可能会引起管道振动;采用转速调节则容易导致气阀发生颤振,反向角也不满足要求,故需关注气阀、轴瓦及十字头等零部件的运行情况。本研究为往复压缩机制定流量调节方案并保障压缩机可靠运行具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 海洋平台 往复压缩机 气量调节 适应性分析 动力性能 反向角

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动叶间隙对压气机气动性能的影响 被引量：1

11

作者 段静瑶 肖俊峰 +4 位作者 高松 李园园 上官博 蔡柳溪 于飞龙 《汽轮机技术》 北大核心 2018年第5期329-331,381,共4页

为研究动叶间隙大小对压气机性能及流动的影响,以一台高亚声速一级半压气机级为研究对象,在设计间隙、0. 5倍、1. 5倍及2倍设计间隙下进行定常三维数值模拟。计算结果表明,随着间隙增大,压气机效率及总压比下降。大间隙下泄漏流增强,导... 为研究动叶间隙大小对压气机性能及流动的影响,以一台高亚声速一级半压气机级为研究对象,在设计间隙、0. 5倍、1. 5倍及2倍设计间隙下进行定常三维数值模拟。计算结果表明,随着间隙增大,压气机效率及总压比下降。大间隙下泄漏流增强,导致动叶叶尖及其下游区域损失增加,压气机转子效率随间隙增大而线性下降;同时,泄漏流的增强也恶化了动静叶匹配,导致静叶上端壁产生额外损失,压气机级效率下降幅度大于转子效率。 展开更多

关键词 压气机 叶尖间隙 叶尖泄漏流 叶尖损失 性能

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三级燃气透平进口热斑迁移路径分析

12

作者 李园园 高松 +4 位作者 于飞龙 段静瑶 蔡柳溪 上官博 肖俊峰 《燃气轮机技术》 2017年第1期21-25,共5页

采用三维非定常数值方法对不同时序位置的进口热斑在三级透平叶栅通道内运动路径和影响范围进行分析。结果表明:热斑在三级透平通道内的迁移路径较为稳定;经过三级透平流道的折转,正对通道中心和正对叶片前缘的热斑周向偏移了约38°... 采用三维非定常数值方法对不同时序位置的进口热斑在三级透平叶栅通道内运动路径和影响范围进行分析。结果表明:热斑在三级透平通道内的迁移路径较为稳定;经过三级透平流道的折转,正对通道中心和正对叶片前缘的热斑周向偏移了约38°;动叶出口处热斑以动叶通过频率沿周向摆动;热斑的周向影响范围逐渐增大。 展开更多

关键词 透平 热斑 迁移路径 非定常

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高温高压蒸汽管道颗粒运动及分离特性研究

13

作者 阮班铖 蔡柳溪 +3 位作者 李云 王顺森 颜晓江 毛靖儒 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期47-56,共10页

为了彻底解决锅炉管系脱落的氧化皮颗粒对汽轮机叶片冲蚀损伤、阀门卡涩、抽汽及疏水系统堵塞等问题,以某超超临界汽轮发电机组主蒸汽管路为原型,对蒸汽管道内的汽固两相流动进行了系统的数值模拟分析,探索了颗粒尺寸、蒸汽参数、弯管... 为了彻底解决锅炉管系脱落的氧化皮颗粒对汽轮机叶片冲蚀损伤、阀门卡涩、抽汽及疏水系统堵塞等问题,以某超超临界汽轮发电机组主蒸汽管路为原型,对蒸汽管道内的汽固两相流动进行了系统的数值模拟分析,探索了颗粒尺寸、蒸汽参数、弯管曲率半径对氧化皮颗粒运动行为的影响。在此基础上,利用蒸汽管道原有弯管结构设计了弯管颗粒分离器,并对其分离特性、压损特性和热力系统经济性进行了系统的计算分析。结果表明:氧化皮颗粒进入蒸汽管道弯管后,在离心力作用下,所有尺寸颗粒均会向管道压力面逐渐贴近集中,颗粒尺寸越大,弯管的曲率半径越大,蒸汽参数越低,氧化皮颗粒在弯管出口截面上就越集中;在最佳抽汽占比M为0.50%工况下,弯管颗粒分离器对100μm以上氧化皮颗粒的分离效率达到90%以上,分离装置对主蒸汽产生的压力损失约为21 kPa;提出将分离后的汽固两相混合物净化后输送到最高参数的高压加热器进行回收利用的方案,不同抽汽比工况下颗粒分离和蒸汽回收工艺对机组热耗和功率的影响均小于0.2%。该研究结果对于延长火电机组关键设备高效服役寿命具有重要意义。 展开更多

关键词 主蒸汽管道 弯管分离器 汽固两相流 数值模拟 热力系统

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颗粒沉积和冲蚀损伤对轴流压气机性能影响的研究进展

14

作者 蔡柳溪 贺尧 +3 位作者 李云 侯燕芳 王顺森 毛靖儒 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期622-631,共10页

针对微细颗粒沉积与冲蚀损伤会造成压气机性能退化甚至设备失效的问题,系统总结了近年来国内外研究机构在颗粒沉积与冲蚀损伤对压气机性能影响方面的研究进展,重点介绍了颗粒沉积和冲蚀损伤造成的压气机性能退化机制、压气机性能退化特... 针对微细颗粒沉积与冲蚀损伤会造成压气机性能退化甚至设备失效的问题,系统总结了近年来国内外研究机构在颗粒沉积与冲蚀损伤对压气机性能影响方面的研究进展,重点介绍了颗粒沉积和冲蚀损伤造成的压气机性能退化机制、压气机性能退化特性数值模拟方法和实验研究方法以及典型研究成果等。基于当前研究热点和发展趋势,提出了颗粒沉积和冲蚀损伤对轴流压气机性能影响研究下一步应重点开展的方向,即借助于精细化数值模拟及可视化实验技术探索轴流压气机流道非定常流场细节与微细颗粒运动行为之间的相互作用机制,揭示颗粒沉积与冲蚀损伤导致的压气机性能退化机理,建立颗粒沉积、冲蚀损伤与压气机性能退化的定量关系。 展开更多

关键词 轴流压气机 颗粒沉积 冲蚀损伤 壁面粗糙 性能退化

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