飞/发性能一体化技术在航空发动机设计中的应用

分析了国内外飞/发性能一体化设计技术的发展,中国现处于飞机和发动机双方通过协调确定各自技术状态阶段,尚未开展系统一体化设计。详细阐述了前机身、进气道与发动机在流场、流量及隐身性能,发动机尾喷管与飞机后机身在安装性能、隐身性能,飞机功率提取、环控引气与飞/发性能、稳定性等一体化设计技术的研究内容。详细分析了在航空发动机研制中应用飞/发性能一体化技术的主要关注点,并指出了飞/发一体化设计技术推广应用的方向。

航改燃气轮机总体性能与排气装置的一体化设计

分析了舰用航改燃气轮机的设计特点,提出了在总体性能设计中采用排气装置一体化设计技术的合理性;对某型舰用燃气轮机排气装置的一体化设计进行的理论分析表明:排气装置达到了一体化的设计目的,燃气轮机整体性能得到了最佳的性能匹配。

甲醇分离器的改造设计

甲醇分离器的改造设计谢业平（湖南省资江氮肥厂）在合成氨系统联醇装置中，自甲醇合成塔出来的含有甲醇之氢氮混合气，经套管式水冷器冷凝后，人甲醇分离器进行气醇分离，分离后混合气去铜洗精炼。分离器分离效率的高低不仅关系到甲醇的回收率高低，还将直接影响后续工序...

年产2～4万吨节能型联醇装置设计及应用

我国国内现有甲醇生产企业近150家，主要以单醇和联醇方式生产。联醇工艺成熟，合成氨厂容易实现，是合成氨厂调整产品结构，增强市场竞争力的有效途径之一。但联醇工艺一般采用中高压法，规模受醇氨比约束，能耗高，生产成本高。今后几年国内将结合煤化工和天然气化工的发展，采用先进技术兴建一些大型甲醇生产装置，因此联醇生产企业面临着机遇和挑战，

φ1400甲醇合成塔的开发和应用

介绍利用旧φ１４００尿素合成塔外壳，配套开发φ１４００甲醇合成塔内件的情况。该内件具有结构简单、压差小、催化剂升温还原彻底、ＣＯ转化率高、床层温度分布合理、自卸催化剂、操作稳定、调节方便等特点。经试生产，运行良好。

轴功提取与引气一体化管控对航空发动机燃油经济性的影响分析

为获得机载系统轴功提取和引气一体化管控对发动机燃油经济性的影响机制,建立实现该功能的自适应动力与热管理系统模型,利用4阶龙格库塔法与牛顿迭代法耦合求解,分析了不同巡航高度H下轴功提取与引气能量转换效率比η、轴功提取与引气作功比λ、APTMS相对转速Nz等对系统燃油代偿损失的影响。仿真结果表明:轴功提取与引气能量转换效率比η大于临界值时,系统燃油代偿损失随着轴功提取与引气作功比λ的增大而减小,反之则燃油代偿损失增大,变化幅度最大可达20%;APTMS相对转速Nz越大,半闭式空气循环风扇涵道引气越小,动力涡轮低压级引气及功率提取量越大,则燃油代偿损失越大,增量最大可达1倍。说明通过轴功提取与引气一体化管控可有效提高发动机燃油经济性。

常用硅胶材料软体气动夹爪夹持性能的仿真研究

硅胶作为气动夹爪的软体材料,其对夹爪的夹持性能有直接影响。采用有限元数值仿真方法对4种常用硅胶材料的气动夹爪进行夹持性能分析,探究Ecoflex 00-30、Ecoflex 00-50、Dragon skin 10和Dragon skin 30材料的影响。通过单轴拉伸试验测定硅胶材料的变形特性;采用不同的本构模型对材料参数进行拟合,判断每种材料最适合的本构模型,并采用拉伸仿真实验验证数值模型的准确性,得到4种硅胶材料的最适本构模型;通过仿真分析,得到充气压力与夹爪弯曲角度和指尖力之间的关系。仿真结果表明:夹爪随着充气压力增加,弯曲角度和指尖力也逐渐变大的关系;在相同气压作用下,Ecoflex 00-30产生的弯曲最大,具有最大的指尖力,而Dragon skin 30弯曲的角度最小,具有最小的指尖力。由此得到了不同力学性能的硅胶材料对软体气动夹爪夹持性能的影响,为后续材料选择提供依据。

低压饱和蒸汽汽轮机的应用及其发展前景

节能减排是实现可持续发展的重要途径,在化工、石油、冶金、轻工、建材、环保、纺织、造纸等工业企业存在大量的低品位能源——低压饱和蒸汽,这些低品位能源除少量回收利用外,大量排空,造成极大的能源浪费和环境污染,开发研究低品位能量的回收利用方法具有重要的学术意义和工程应用价值。论文对低品位热能的回收利用方法和关键技术进行了系统的分析,对低压饱和蒸汽特种工业汽轮机技术进行了介绍,所做工作对于工业企业节能降耗具有重要的参考价值。

混合调温式甲醇合成反应器的开发和应用

介绍具有结构简单、阻力小、触媒还原彻底、ＣＯ转化率高、床层温度分布合理、触媒自卸、操作稳定。

折流杆式薄管板水冷却器的开发

针对合成氨装置中净化气水冷却器存在的传热效率低、易失效等问题 ,开发以薄管板、横纹槽管、折流杆、简易导流筒为特征的高效换热器予以取代 ,实现了造价低、效率高。

折流杆式薄管板水冷却器的开发

针对该公司合成氨装置净化气水冷器存在传热效率低、极易失效等问题 ,开发以薄管板、横纹槽管、折流杆、简易导流筒为特征的高效换热器予以取代 ,实现了造价低、效率高之目的 ,使用效果很好。

折流杆式薄管板水冷却器的开发

针对我公司合成氨装置净化气水冷器存在传热效率低、极易失效等问题 ,开发以薄管板、横纹槽管、折流杆、简易导流筒为特征的高效换热器予以取代 ,实现了造价低、效率高、使用单位满意之目的。

从航空发动机视角看飞/发一体化问题

从航空发动机视角对现役民用航空发动机、军用第3、4代航空发动机、在研高超声速飞行器组合动力装置、变循环发动机及智能发动机等设计中的飞/发一体化关键技术进行分析,总结了现役发动机进/排/发一体化设计、飞/发隐身一体化设计、第4代发动机飞机引气与轴功率提取的发动机一体化管控、高超声速飞行器进/排/发一体化设计、变循环发动机及智能发动机飞/发一体调控等关键技术研究情况,以期为推动航空发动机在飞/发一体化技术领域的快速发展提供有益参考。

航空发动机进发匹配优化研究

为降低进气压力畸变对发动机的需用稳定裕度需求,分别从发动机和进气道2个方面开展优化匹配研究。在发动机方面,通过降低转速的方式来降低进气畸变,评估结果表明:采用该方案对发动机剩余裕度增大效果不明显。在进气道方面,局部优化进气道防护网结构,经过进发联合试验验证表明:采用该措施可降低进气压力畸变相对量20.4%~32.6%。经过发动机逼喘试验验证,畸变改善效果显著,大大降低了发动机喘振概率,可在现役飞机进气道上推广使用。

基于乘波前体的2元TBCC变几何进气道一体化设计

针对空天飞行器"地面起动-高速巡航"的宽马赫数飞行的设计需求,结合乘波体提高升阻比及2元进气道型面调节简单可实现的优势,设计了1种基于乘波前体的2元TBCC变几何进气道,并对不同工作状态下的2元进气道进行了数值模拟与分析计算。所用进气道的总偏转角为23°,唇口角为10°,可有效抑制溢流阻力。数值模拟结果表明:在飞行马赫数为2.0~4.0时,变几何进气道均能成功起动,流量系数在0.60以上,进气道的总压恢复系数为0.47~0.85,气动性能良好。同时,对过渡模态下的2元TBCC进气道进行数值模拟分析,探究了不同的流量分配方案对进气道性能的影响,发现随着流量比的增大,冲压通道出口的气动性能提升,流量系数和总压恢复系数均增大。

基于分裂激盘的进气道/风扇联合流场计算

为对进气道和风扇联合流场一体化进行计算,在常规激盘模型理论的基础上建立了改进的分裂激盘模型,并通过数值模拟方法与原模型进行对比,验证了分裂激盘模型相对常规激盘模型的准确性。通过使用分裂激盘模型对压气机部分模化,分析了包含分裂激盘模型的进气道风扇联合流场数值模拟问题。研究表明:分裂激盘模型可以有效地消除激盘模型假设产生的误差,数值模拟结果更接近全3维模拟结果,为进/发一体化联合流场的数值模拟提供1种可行的准确方法。

三轴一径混合调温式甲醇合成塔内件的开发和应用

介绍φ1000，φ1400三轴一径混合调温式甲醇合成塔内件的开发和应用情况。该内件具有结构简单、压差小、触媒还原彻底、CO转化率高、床层温度分布合理、自卸触媒、操作稳定以及调节方便等特点。

多尺度多线组宽带k分布模型参数优化方法

针对喷气式飞行器跨声速排气系统的高温固壁与尾喷流的发射红外辐射及其在大气中的远距离传输衰减特性的数值计算,将现有多尺度多线组宽带k分布气体辐射模型MSMGWB(multi-scale multi-group wide-band k-distribution model)从3~5μm波段扩展到2~2.5、3.7~4.8、7.7~9.7μm和8~14μm波段,并对模型光谱吸收系数分组组合与匹配高斯积分格式的寻优方法进行了改进。56个一维算例与真实结构跨声速排气系统远程红外成像算例计算结果表明,优化后的MSMGWB模型对比多线组统计窄带模型计算精度和效率都有明显提升,尤其在3~5μm和3.7~4.8μm波段,综合计算精度提升近一倍的同时,计算效率分别提升了4倍和1.5倍;对比国内主流目标远程红外特性计算方法,综合计算精度提升更大,计算效率则提升了1个量级左右。

射流预冷对航空发动机进气温度的特征性分析

为了研究射流预冷技术对预压段温度场的影响,采用欧拉-拉格朗日方法建立了液滴雾化蒸发过程的三维数学模型.气液两相之间的传质和动量交换是通过双向耦合的方法实现的.通过与已有试验结果的比较,验证了该数学模型的准确性.采用响应面法分析了水气比、喷射速度、液滴尺寸和喷嘴锥角对航空发动机进气温度的影响,建立了四因素三水平响应面法.结果表明:发动机进气空气温度的降温比为3.67%~26.02%.建立了基于多元回归方法的可视化非线性多变量设计优化方程,得到了水气比、喷射速度、液滴尺寸和喷嘴锥角对进气冷却效果的影响.当水气比为0.08、液滴尺寸为10.47 µm、喷射速度为39.52m/s、喷嘴锥角为24.79°时,发动机最低预压缩冷却段温度为449.60 K.