推重比12～15发动机技术途径分析

依据发动机数据库统计结果和大量计算研究 ,本文探讨了提高发动机推重比的技术途径。在当代高性能发动机参数的基础上 ,依靠气动热力学的进步和配以相应材料、工艺技术 ,发动机推重比可达到约 1 2 ;进一步依靠发动机部件设计技术的提高 ,减少叶片机级数、采用整体叶盘结构、高通流设计 ,可使发动机推重比达到 1 3～ 1 4左右 ;要想使推重比达到 1 5,还需采用强度高。

民航发动机总体方案设计初步研究

以 2 0 0座级民航客机发动机为例 ,进行了总体方案设计方法初步探索。该方案设计的主要技术目标是发动机巡航耗油率比现役先进民航发动机降低 15 %以上 ,文章对设计点的确定、部件关键设计参数的选择和控制、循环参数的综合优化和参数的敏感性分析进行了介绍。

推进系统数值仿真综述

参考国外科技资料 ,较系统地综述了NASA的推进系统数值仿真 (NPSS)的构思、结构、难点和解决途径。

燃烧室壁冲击-逆向对流-气膜冷却特性的数值研究

采用FLUENT软件对冲击-逆向对流-气膜冷却结构进行了流固耦合计算,得到了对流通道和气膜形成区流场、流体温度场以及固壁温度场分布,分析了该冷却结构内部复杂的流动和换热情况.计算研究目的是摸索一种火焰筒壁温的计算方法,以较好地获得火焰筒壁温分布.计算结果和试验结果进行了对比,两者有较好的吻合性.分析表明采用流固耦合计算获取冲击-逆向对流-气膜冷却结构的壁温分布是可行的.

冲击-发散冷却火焰筒浮动瓦片三维壁温计算分析

论述了采用冲击-发散冷却技术的火焰筒浮动瓦片的传热计算分析方法,以及传热数学模型和边界条件处理.并采用ANSYS程序的热分析模块对浮动瓦片的三维壁温场进行了计算.计算结果与试验结果进行了对比分析,两者有较好的吻合性,计算值与试验值的相对误差不大于6%.

浮动壁火焰筒壁温试验和计算分析

对某浮动壁火焰筒的壁温进行了试验和计算分析。该火焰筒应用了新型的浮动壁结构和高效的冲击/发散复合冷却技术。壁温分布试验在全环形燃烧室试验台上进行,采用热电偶和示温漆测量。计算采用了稳态导热问题的有限元求解方法。研究分析表明,火焰筒壁温在材料的长期许用温度范围内,壁温计算反映了火焰筒壁温的分布规律和趋势。冲击/发散复合冷却方式的轴向壁温梯度小于缝槽气膜冷却方式,对降低热应力水平,延长火焰筒使用寿命有利。

一种新型高能推进燃料的研究

研制高强燃烧及有强油滴燃烧“微爆炸”特性的燃料是高能燃料研究的一个重要方面.在对各种燃料广泛试验的基础上发现,双叠氮化合物具有极高燃烧率并具有产生“微爆炸”的必要条件.试验还表明,某些卤代碳氢化合物的少量添加除能保持和改善双叠氮化合物的高强燃烧特性外,还能诱发早期的极强的油滴二次破碎(“微爆炸”).例如,dC5+dI6,dC5+dBr5混合燃料的燃烧率可比普通碳氢燃料大6～7倍,强烈的油滴二次破碎可发生在油滴仅烧掉初始质量的30～40%.实际应用时,这类燃料可望用作基本燃料或燃料添加剂,在JP4中添加少量dC10或dC11可诱发明显的,强烈的“微爆炸”,并可增加燃烧率约25%.

蒸发式燃油喷射装置蒸发性能研究

A way to construct a clean combustor with high performance and low contamination is proposed by means of installation with beforehand mixing and evaporating.Direct measurement or accurate calculation of the evaporation rate in the evaporation installation is very difficult. According to energy relation,calculation is made based on the quasi steady state evaporation model at the angle of engineering use.The concept of greatest evaporation rate of fuel in the evaporating installation is presented,and the effect of some primary factors is analysed.The calculated results are compared with test data.

短环燃烧室冷热态三维流场数值模拟

介绍了计算三维湍流流动的理论公式和物理模型。给出了在处理初场问题和边界问题时的一些具体方法。用柱坐标系,正交交错网格,台阶壁模拟,SIMPLE算法步骤计算了短环燃烧室三维湍流流场,并与全环燃烧室试验结果作了对比。计算与试验结果比较一致。

汽车发动机部件用钛铝金属间化合物的制备及应用

轻量化、高速、安全、低能耗是现代汽车工业发展的趋势。将高性能轻质TiAl金属间化合物应用于汽车发动机中,充分发挥该合金独特的优异性能;可以明显起到提高寿命、减重、节能减排的作用。本文综述了汽车发动机关键零部件用钛铝合金的制备技术,重点阐述了汽车发动机关键零部件用钛铝基合金的制备研究现状,指出了汽车发动机关键零部件用钛铝合金的制备技术的发展趋势,以期为制备高性能轻质TiAl金属间化合物合金,实现在汽车发动机关键零部件的钢铁替代提供实践参考。

环形燃烧室火焰筒壁面结构优化初探

采用最优化方法 ,从壁面温度、应力和低循环疲劳寿命等方面对火焰筒壁面结构优化进行初步探讨。优化工作分两个层次。首先 ,采用一维方法对火焰筒冷却结构参数、各段的冷却空气量进行优化。其次 ,对壁厚进行二维优化设计 ,壁温和应力计算均采用轴对称有限元素法 ,低循环疲劳寿命预估参照GE公司的方法[1] 。

短环燃烧室三维两相燃烧流场数值模拟

介绍了计算三维两相湍流燃烧流动的方法和所采用的理论公式 ,以及采用物理过程的模型。给出了在处理初场问题和边界问题时的一些具体方法。用柱坐标系 ,正交交错网格 ,台阶壁模拟 ,SIMPLE算法步骤计算了三维两相反应流的短环燃烧室在不同工况下的速度场、温度场、浓度分布等 ,并与全环燃烧室试验数据作了对比。计算与试验结果比较一致。

添加Mo、Ni、V元素对Ti-45Al合金显微组织的影响

钛铝基合金因其独特的力学性能和高的抗高温蠕变性能,成为具有良好应用前景的轻型耐高温材料之一。但由于Ti Al基合金本身晶体结构而存在着一些室温下塑性和断裂韧性低、高温抗氧化性能不足等缺点,采用合金化以形成新的合金体系,是改善其性能的重要途径。本文针对合金化研究现状,采用真空熔炼制备了Ti-45Al-(Mo、Ni、V)合金,对其铸态及退火态组织和硬度进行了金相、SEM及EDS表征研究,结果表明:不同的合金元素对Ti-45Al的铸态及退火态组织有明显的影响,而对硬度的影响不大。

钛铝合金表面熔覆涂层的制备及组织特征

针对现有熔覆基体与熔覆层结合不紧密、工艺参数难以控制的缺陷,采用高功率连续CO2横流激光器及配套数控加工系统,实现了将Ni60B合金粉末均匀密实地熔覆在钛铝合金表面的方案。结合扫描电镜、金相分析、硬度测试等手段研究了输出功率、扫描速度对熔覆层组织和性能的影响。研究发现,基体材料与熔覆层之间存在明显的合金元素扩散现象,熔覆层与基体结合紧密;当激光功率为4.0 Kw,扫描速度为100 mm·min-1时,熔覆层的硬度达最高达HV 900以上。