叶顶间隙对离心压气机性能影响的研究

叶顶间隙的研究长期以来一直是叶轮机械研究和设计的热点和难点。本文采用CFD软件研究了进口叶尖相对马赫数分别为0．9、1．15、1．3时,有、无间隙的离心叶轮的气动性能,比较了压比、效率及流量的差别。并分析了用于 100 kW微型燃气轮机的高压比、高转速离心压气机在三种不同尺寸叶顶间隙下的性能,讨论了间隙影响的原因。数值模拟结果表明,叶顶间隙在一定范围内时,间隙主要减弱叶轮的升压能力,基本不影响效率和阻塞流量。

分布式能源系统与微型燃气轮机的发展与应用

集中式与分布式有机结合是21世纪能源工业重要发展方向,新的能源系统将可能影响到人类的生活方式和社会发展的进程。先进燃气轮机技术是21世纪能源与动力系统的核心关键技术,对于我国相关领域中的高新技术发展和移植有着极其重大的作用。我国发展先进燃气轮机技术具有重大战略意义和广阔的产业化前景。本文论述了分布式能源系统和新一代微型燃气轮机的重要性,介绍了国外分布式能源系统和微型燃气轮机的研究和生产情况,提出了分布式能源系统的主要发展方向。

高比转速离心压气机模型级叶轮内部三维流场分析与改进

利用三维数值模拟计算(CFD)技术和模型级与国外某 75 kW 燃气轮机压气机叶轮的内部流场进行了数值模拟,得到了相应的特性曲线与主要气动参数分布。完成的初步流场分析表明,尽管模型级有较高的效率和较宽广且平坦的工作特性,但叶轮设计仍有较多可改进之处。通过对计算结果进行的分析比较,得到了在离心压气机叶轮设计中有价值的初步性结果,为进一步的设计提供了改进途径和相应的基础数据。75 kW 燃气轮机的进气道型线经过优化改进后,总压恢复系数提高了 7.5％,并有进一步改进的余地。

高比转速离心压气机叶轮的设计及其三维流场分析

利用三维数值模拟计算(CFD)技术进行了100 kW微型燃气轮机的高比转速离心压气机叶轮的设计与内部流动的数值模拟与分析,得到了相应的特性曲线与主要气动参数分布。根据数值模拟分析,设计的100 kW微型燃气轮机高比转速离心压气机叶轮具有较高的效率和较宽广且平坦的工作特性,可以满足微燃机总体设计对压气机的要求。流道内存在复杂的跨音速流动现象。在下一步工作中,有必要优化设计叶轮几何型线,提高压气机效率。

有叶扩压器的流场分析

本文利用计算流体力学通用软件了进行离心压气机扩压器的初步设计工作.参照有关文献[1～8]中的设计公式,本文进行了以下几种扩压器的几何造型和数值计算:(1)双圆弧中心线机翼型叶片扩压器;(2)楔形扩压器;(3)用优化程序设计的扩压器,给出了各扩压器造型在给定边界条件下流场的马赫数、静压、总压的分布,计算出各扩压器造型的静压比和总压恢复系数.最后对设计的扩压器与叶轮一起连算,以取得更接近实际情况的计算结果.通过对计算结果进行的分析比较,得到了离心压气机扩压器设计中有价值的初步性结果,为进一步的设计提供了改进途径和相应的基础数据.

带突扩段有叶扩压器的设计与分析

本文针对离心压气机采用突扩转接段后的设计问题,初步探讨了其内部流动规律,进行了型线的优化设计。首先进行的子午面计算,确定了扩压器的型线,然后对无叶扩压器作了三维数值模拟,保证了叶片进口参数的平滑均匀。最后完成了带叶扩压器的三维计算。数值计算结果表明,出口马赫数、总压恢复系数和出气角均达到了设计要求。设计的完成为复杂扩压系统的设计与数值模拟打下了良好基础。

轴流压气机计及掺混作用通流计算方法的研究

一、引言 近年来,在多级轴流压气机的设计中,广泛采用了低展弦比的叶片以获得高的级负荷和级效率,这使常规的S_2流面通流计算与实验结果有较大差异。这主要是由于损失、总温沿径向的分布出现了“反常”现象,最大损失出现在叶片中部而不是端壁区域,与通常的假定相差较大。对这种现象,国内外都有人分别从理论和实验上进行了一些工作。

微燃机气封装置的数值模拟

为了将旋转部件与静止部件之间不同压力的空间隔开,微燃机中采用了气封装置以减少泄流量。泄漏流量的大小,以及其对主流的干扰,微燃机设计时必须加以认真考虑。工作时通过间隙而泄漏的流量过大,必然会对其整体效率产生重大影响。通常,在间隙处采用特殊结构来控制泄流量的大小,减少间隙对微燃机总体效率的影响。本文采用三维数值模拟对微燃机压气机与透平之间的间隙流动进行模拟分析,通过不同工况的比较以及对其内部流场进行分析,研究了气封内部流动特性,使得微燃机总体计算可考虑间隙引起的泄流对微燃机总体效率的影响。

基于CFD技术的高性能风力机翼型最优化设计方法

新型风力机翼型开发是发展具有自主知识产权的风力机需要解决的关键问题之一。论文综述了风力机翼型开发需求及其相关的优化算法,并且建立了专门用于风力机翼型开发的优化平台,通过采用CFD方法,进行了高升阻比风力机翼型多工况点优化开发的研究,结果表明,作者使用的方法可以完成新型风力机翼型优化设计．

离心压气机叶片前缘几何形状对性能的影响

本文采用数值模拟的方法研究了不同的叶片前缘几何形状对离心压气机性能的影响,研究表明:圆形前缘与钝头前缘相比能提高压气机的流通能力,并使压比和效率有明显的提高,但同时也会使得工作范围变窄,而椭圆形前缘会使得性能得到进一步的提高.流场分析显示,圆形前缘和椭圆形前缘可以减小叶片前缘造成的分离损失,并减小出口尾迹的损失,从而使得效率提高.采用圆形前缘和椭圆形前缘可以使得从分流叶片前缘位置往后的主叶片的载荷分布比较平均.使得主叶片和分流叶片的载荷分布比较合理,同时椭圆形前缘还可以使得分流叶片的做功能力增加.

计及几何参数变化的离心压气机特性分析

本文采用CFD软件对微型燃机的离心叶轮进行数值模拟,讨论了叶片数及分流叶片位置对叶轮性能的影响,并进行了流场分析。在本文研究的情况中,叶片数增加使得性能曲线左移,单个叶片载荷减小,损失增加,叶轮效率下降, 但是增压效果得到改善。分流叶片位置靠近主叶片压力面时,性能曲线右移,流通能力提高,同时会使分流叶片的载荷增大,当分流叶片靠近主叶片压力面时,则情况相反。

微型燃气轮机与有机朗肯循环装置组成联合循环的设计与分析

提出筛选有机朗肯循环工质的方法。基于能的"温度对口,梯级利用"原理和有机工质的热力性质,讨论用于增大输出轴功的微型燃气轮机与有机朗肯循环装置组成的联合循环,给出该联合循环的流程布置。用此布置将国内某正在研制中的微型燃气轮机与使用R123为底循环工质的有机朗肯循环装置组成联合循环,进行模拟计算和敏感性分析。结果表明,该联合循环可将热效率提高9.4%,达到38.4%,循环增压比、最高温度、回热度和环境温度的变化均会对热效率产生一定的影响。

开缝式风力机静态失速特性的研究

本文通过数值模拟的方法,研究了三种开缝方案对风力机静态失速特性的影响,模拟结果表明,开缝式风力机静态失速特性较为平坦,风力机开缝对静态失速进行控制的方法是可行的,由下风面到上风面开缝的方案在多冲角工况下有较好的静态失速特性。开缝结构的吸气口具有堵塞效应,排气口的排气会明显干涉来流的流动,因此开缝方向和开缝口处的形状对开缝效果的影响显著。

两个高比转速离心压气机模型级的设计分析

介绍了国外两种先进的高比转速单级离心压气机的基本参数及性能参数,分析了比转速的影响,选定了国产100kW燃气轮机拟设计的离心压气机的模化点,并进行了计算与对比,分析了其设计特点,为进一步对100kW燃机压气机的设计提供了初步的数据指导。

无叶扩压段型线对离心压气机性能的影响

本文设计了无叶扩压段轮盖侧型线,并采用CFD软件数值模拟了采用两种不同轮盖侧型线结构的离心压气机级．分析了无叶扩压段内部的流动结构和熵的分布．计算结果说明无叶扩压段轮盖侧型线对上游叶轮、下游叶片扩压器以及离心压气机级性能有较大影响．

叶片倾角变化对扩压器中非定常流动的影响

本文对离心压气机中扩压器与叶轮匹配时的非定常流动进行了数值研究,主要研究了不同扩压器叶片倾角对扩压器中流场的影响,结果显示,扩压器叶片倾角的改变对扩压器中的流场有很大影响,适当调整扩压器叶片的倾角可以减小扩压器流场的波动,同时,叶片与机匣和轮毂的夹角的变化,对于扩压器中流动的分离的发展有重要影响。因此选择合适的扩压器叶片倾角可以改善离心压气机级的性能。

叶片弯曲对改善1+1／2对转涡轮高低压涡轮出功比的数值研究

本文基于NuMECA软件的全三维优化设计平台Design3D,通过改变末排动叶的弯曲规律的方法,对1+1／2对转涡轮模型级设计点进行降低出功比的优化设计。结果表明,末排低压动叶通过采用正弯叶片造型,可以在保证效率保持不变的前提条件下,使得高低压涡轮出功比降低2．6％。

MW级地面燃气轮机热力循环分析

本文以俄罗斯GTD1250型燃气轮机为样本对MW级地面燃气轮机进行了热力循环分析。MW级地面燃气轮机作为一类小型(轻型)、多转子(双转子)、具有简单或复杂循环的燃气轮机,在电力工业、石油工业和战车动力等方面有着广泛的用途。在热力循环分析的基础上,提出了我国在研制高性能MW级地面燃气轮机时应重点解决的问题。

离心压气机部件几何造型方法的研究

叶轮在微型燃气轮机占有很重要的地位.本文采用B样条曲线,对照母型级压气机叶轮的几何参数,通过调整控制点的参数,并且结合数值模拟,对母型级叶轮进行优化,从而完成了对叶轮几何轮廓的设计.在整个过程中,找到了一种快速的建模的方法,大大缩短了设计时间.

100 kW微燃机性能核算及压气机进气道喷水影响

通过对100 kW微型燃气轮回热循环的热力计算,得到了该燃机的总体性能并进行了敏感度分析。随后进行了压气机进气道喷水对燃机发电效率及发电功率影响的计算,指出进气喷水冷却是在夏天提高燃机效率及功率的有效手段之一,但其效果受到了环境条件,尤其是环境湿度的明显影响。