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涡轮盘腔内部流动和换热机理研究 被引量：4
1
作者 李文 张冬阳 +1 位作者 何平 谭春青 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期383-387,488,共5页
首先分析了旋转雷诺数Reφ、预旋比βp以及湍流参数!T对带有预旋的转静系盘腔内流动及换热特性的影响,重点考察了Reφ、βp和!T对轮盘中心处预旋比β∞、阻力系数ξ的影响,并详细分析了盘腔内部流动结构,发现惯性力和离心力占不同主导... 首先分析了旋转雷诺数Reφ、预旋比βp以及湍流参数!T对带有预旋的转静系盘腔内流动及换热特性的影响,重点考察了Reφ、βp和!T对轮盘中心处预旋比β∞、阻力系数ξ的影响,并详细分析了盘腔内部流动结构,发现惯性力和离心力占不同主导地位是诱发不同的流动结构的主要原因;另外得到了旋转壁面局部Nusselt数沿径向的分布规律及影响因素;最后研究了无量纲质量流量cw对无量纲温度θ的影响,发现θ与cw基本满足对数关系。 展开更多
关键词 预旋 转静系 换热 旋转雷诺数 预旋比 湍流参数
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预旋对阻旋栅密封泄漏特性与动力特性影响机理 被引量：2
2
作者 王小伟 孙丹 +3 位作者 赵欢 孟继纲 张国臣 周敏 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期296-307,共12页
应用非定常动网格技术,建立了阻旋栅密封多频椭圆涡动泄漏特性与动力特性求解模型,研究了周向含20、40个阻旋栅和40个加长型阻旋栅密封在不同预旋比下的泄漏特性与动力特性,并在实验验证数值模型准确性基础上,分析了预旋对密封进口流场... 应用非定常动网格技术,建立了阻旋栅密封多频椭圆涡动泄漏特性与动力特性求解模型,研究了周向含20、40个阻旋栅和40个加长型阻旋栅密封在不同预旋比下的泄漏特性与动力特性,并在实验验证数值模型准确性基础上,分析了预旋对密封进口流场,密封腔室旋流强度,周向压差及气流激振力影响,揭示了预旋对阻旋栅密封泄漏特性与动力特性影响机理。研究结果表明:阻旋栅密封突出特点在于抑制气流激振,对泄漏量影响不大,当预旋比λ0为0.75,40个加长型阻旋栅密封泄漏量相比无阻旋栅密封降低了0.17%,这主要是预旋增大使周向气流流速增加,加剧了阻旋栅之间的涡流能量耗散现象;而阻旋栅数量增加有利于气流在阻旋栅之间的涡流能量耗散。阻旋栅密封交叉刚度随预旋比增大而增大,随阻旋栅数量或长度增加而降低;直接阻尼和有效阻尼随预旋比增大而减小,随阻旋栅数量或长度增加而增大。预旋比增大使密封腔室周向压差升高,气流激振力切向分力与径向分力增大,转子稳定性降低。 展开更多
关键词 预旋比 阻旋栅密封 泄漏特性 动力特性 转子稳定性
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新型涡流槽密封泄漏特性与动力特性研究 被引量：1
3
作者 姜金裕 孙丹 +3 位作者 赵欢 张国臣 李玉 温帅方 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第19期2306-2316,共11页
提出一种密封入口周向均匀设置有涡流槽的新型密封结构,建立了传统迷宫密封与新型涡流槽密封泄漏特性及动力特性求解模型,在实验验证数值计算方法准确性的基础上,通过比较分析了传统迷宫密封与新型涡流槽密封在不同进出口压比、预旋比... 提出一种密封入口周向均匀设置有涡流槽的新型密封结构,建立了传统迷宫密封与新型涡流槽密封泄漏特性及动力特性求解模型,在实验验证数值计算方法准确性的基础上,通过比较分析了传统迷宫密封与新型涡流槽密封在不同进出口压比、预旋比工况下的泄漏特性与动力特性,研究了新型涡流槽结构对密封泄漏特性及动力特性的影响机理。研究结果表明:随着涡流槽数量的增加,涡流槽密封的泄漏量逐渐降低;在同一压比下,不同涡流槽数新型密封的泄漏量之间差值随着压比的增大而增大。当压比为6时,64涡流槽的新型密封较传统迷宫密封,泄漏量下降了3.37%;在高预旋比的工况下,不同涡流槽数量密封的切向气流力均与转子涡动方向相反,起到抑制转子涡动的作用,且随着涡流槽数量的增加,切向气流力也随着增大;随着转子涡动频率的增大,三种不同涡流槽数量密封的交叉刚度先减小到负值然后增大到正值。涡流槽密封的有效阻尼均高于传统迷宫密封,新型涡流槽密封可以提高转子系统的稳定性。 展开更多
关键词 涡流槽密封 预旋比 泄漏特性 气流激振力 动力特性
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不同盘面粗糙度对低转速多支路预旋盘腔流动特性影响的研究
4
作者 姚钰龙 牛夕莹 +1 位作者 王川 胡博 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期9-22,共14页
在转静盘腔实际工作中,盘面的粗糙度对气体预旋比、流量系数、压力系数、转矩系数和轴向力系数的影响很大。为了得到低转速预旋盘腔中不同盘面粗糙产生的影响,本文采用ANSYS CFX 19.2进行数值模拟并通过实验验证其准确性。在几何模型固... 在转静盘腔实际工作中,盘面的粗糙度对气体预旋比、流量系数、压力系数、转矩系数和轴向力系数的影响很大。为了得到低转速预旋盘腔中不同盘面粗糙产生的影响,本文采用ANSYS CFX 19.2进行数值模拟并通过实验验证其准确性。在几何模型固定情况下通过改变出流支路数、转盘转速(1 000~3 000 r/min)和粗糙度程度(0~50μm),研究转盘、静盘和转静盘粗糙工况下的盘腔主要无量纲准则数。结果表明:多支路出流会一定程度提高预旋盘腔内的流动效果,并且转盘和静盘粗糙产生的边界层不同会导致对相关系数的影响不一样。当转静盘均粗糙时,在对气体预旋比和转矩系数的影响中,转盘粗糙占主导作用;而对压力系数和轴向力系数的影响中,静盘粗糙占主导作用。 展开更多
关键词 低转速 预旋盘腔 粗糙度 流量系数 气体预旋比 压力系数 转矩系数 轴向力系数
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燃气涡轮发动机预旋系统压比和熵增的作用机制与理论分析 被引量：2
5
作者 林阿强 刘高文 +2 位作者 吴衡 畅然 冯青 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期291-306,共16页
预旋供气系统作为涡轮转子高温热防护的重要保障,具有复杂转静部件的功热转换问题。重点开展理论分析,详细揭示了预旋供气系统压比、熵增和温降特性的关联机制和演化规律,提出压比效率的数学模型,并综合评估转动部件叶轮效应的影响机制... 预旋供气系统作为涡轮转子高温热防护的重要保障,具有复杂转静部件的功热转换问题。重点开展理论分析,详细揭示了预旋供气系统压比、熵增和温降特性的关联机制和演化规律,提出压比效率的数学模型,并综合评估转动部件叶轮效应的影响机制。通过公式推导和理论分析表明,在绝热定比热条件下,静子系压比和熵增均随供气流量增加而单调递减。转子系压比-熵增特性取决于供气流量、转盘转速和系统温降的影响。将复杂系统温降的关联式分解为速度系数和转子马赫数的强关联函数,明确指出系统压比随供气流量增加而减小,并随转盘转速增加基本呈现增大趋势。当预旋喷嘴旋转比大于预旋半径比的倒数时,随着转盘转速增大,系统压比反而减小。在来流工况和预旋半径比不变时,预旋供气系统内降低熵增损失是提高系统压比的重要途径。通过系统地评估转动部件叶轮效应发现,在不改变转子马赫数且保证系统压比不变的条件下,叶轮效应可以提高喷嘴出口速度系数,增大系统温降,并降低系统功耗。因此,压比和熵增特性的关联机制可以有效评估预旋供气系统性能设计的优劣。 展开更多
关键词 涡轮盘腔 预旋供气系统 压比效率 熵增 叶轮效应 预旋半径比
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