空气涡轮起动机包容性数值仿真与结构优化设计方法研究

运输类飞机适航条款明确规定空气涡轮起动机等含高能转子的设备必须具备足够的轮盘破裂包容能力,但国内相关单位普遍缺乏空气涡轮起动机包容结构的正向优化设计方法。为解决该问题,本文采用有限元数值仿真方法开发出多参数优化的自动化计算软件平台和流程,通过建立包容环结构的多参数实验设计(Design of Experiments,DOE)样本数据库,根据样本数的优化结果构建Kriging近似模型,并利用有限元计算获得最优的结构设计参数。该方法选取U形包容环截面的厚度δ,槽宽a,槽深h和槽缘宽s等参数进行优化,采用数值仿真和试验验证相结合的方式进行对比分析。结果表明,优化后的包容环径向变形量可达到29.7%,相比于优化前的18.9%具有明显提升;优化后的包容环径向变形更充分、吸能效果更好,在相同包容性条件下减重效果高达38%。通过采用本文提出的结构优化设计方法,实现了某型空气涡轮起动机包容环的正向优化设计,该方法可用于在役空气涡轮起动机包容环的优化与新型号空气涡轮起动机包容环设计。

空气涡轮起动机异常振动诊断的STFT分析

采用短时傅里叶变换分析方法,对某型空气涡轮起动机在交付前试验流程的起动过程振动响应进行非平稳特征分析,有效识别振动幅值偏大,判定异常振动,避免其交付后出现振动故障。通过对比空气涡轮起动机起动过程的正常状态与振动异常状态的短时傅里叶时频谱分析,获得异常振动的时频谱特征,对导致异常的零部件和装配因素进行了分析。结果表明:将短时傅里叶变换应用于空气涡轮起动机起动过程的振动信号分析能够对振动的非平稳特征进行有效识别。

超高转速空气涡轮起动机转子临界转速研究

某型航空用超高转速空气涡轮起动机在研制周期内时常出现涡轮转子在通过二阶临界转速时整机振动异常的情况。基于实体模型的有限元分析方法,对其涡轮转子系统进行建模,分别利用分析软件和专用动力学软件计算涡轮转子系统的临界转速,并与大量的试验结果进行对比,分析计算与试验结果的差异原因,从正常工作转速、转子支撑结构设计等方面对该航空用空气涡轮起动机实现临界转速合理设计提出优化建议。

空气涡轮起动机包容性试验方案设计分析

空气涡轮起动机在设计过程中,需要进行包容性试验。试验前设计了转子转接段工装,并进行了强度校核。对壳体处理方案以及轮盘切割槽方案进行了分析,预制了涡轮转子切割槽,其径向长度为20.1 mm,周向角度为90°。采用触发线和振动超限2种方式触发试验台停机,然后设置试验参数,在试验台上进行了包容性试验。结果表明转速为121060 r/min时,涡轮转子的轮盘可三等分破裂并逐渐向外甩出,同时包容环保持包容状态。试验结果验证了所提出的切割槽方案满足包容性试验要求。研究结果可以为空气涡轮起动机包容性试验方案的设计提供参考。

航空发动机起动机送修决策方法

针对飞机维修手册中对空气涡轮起动机送修决策描述的不足,提出一种起动机送修及维护的定量决策方法。该方法依据某型发动机起动机的可靠性数据建立有效的可靠性统计模型,并以此为基础引入可靠度1阶导数概念制定符合本机队的空气涡轮起动机软时限;在进一步分析空气涡轮起动机维护成本的构成后,针对其中轴承失效所带来的高昂换修成本问题给出解决方案;从部件换修成本和延误成本角度出发建立期望损失模型,以经济最优为目标给出定量的起动机维护检查间隔;以某航空公司机队的起动机使用数据为例,计算起动机送修软时限和滑油检查间隔分别为26960和1915飞行小时。结果表明:该方法依据部件可靠性和维护成本数据能够制定适用于本机队的起动机软时限和维护检查间隔,具有一定的工程意义和使用价值。

空气涡轮起动机优化设计和匹配特性

为改善某型空气涡轮起动机的性能,并使其与辅助动力装置的引气特性匹配,采用数值仿真和试验相结合的方法,开展了某型空气涡轮起动机气动性能和流场细节的研究,并完成了导向器和涡轮级叶型优化设计,改型后涡轮流量增大了23.2%,效率提升了3.4%,功率增加了18.0%。数值仿真和试验结果的对比表明,流量整体差别较小,波动范围在±3%以内,均值为0.17%;功率差别最大为2.38%,最小为0.1%,符合性较好。数值仿真结果表明,空气涡轮起动机改型后与辅助动力装置的引气特性线存在共同工作点,实现了两者的匹配工作,改善了辅助动力装置的工作状况。

涡轮气动设计对空气涡轮起动机自由运转转速的影响分析

为控制空气涡轮起动机自由运转,减少自由运转转速过高对空气涡轮起动机结构重量及安全运行带来的不利影响,开展了涡轮气动设计对空气涡轮起动机自由运转转速的影响分析,提出通过控制来流攻角降低自由运转转速的气动设计方法,识别了影响来流攻角的四个主要因素:叶片构造角、反力度、载荷系数和流量系数。结果表明:来流攻角对自由运转转速具有非常明显的影响,通过选择合适的气动参数,可有效提高峰值功率转速下的负攻角,增强大转速状态下的转子攻角损失,进而降低涡轮自由运转转速。进一步,整机试验结果证明,采用本文提出的设计方法,优化后的涡轮在峰值功率基本不变的前提下,峰值功率转速降低17.8%,自由运转转速可降低近20%。

航空用空气涡轮起动机涡轮动力学特性分析

涡轮作为空气涡轮起动机的最核心组件,其动力学特性影响整个起动机。通过有限元商用软件建立空气涡轮起动机整机有限元模型。减速系统中的双联齿轮部件被等效简化为两个质点间的弹簧连接,弹簧的刚度等于通过威伯-班纳斯切克模型计算得到的齿轮啮合刚度。基于起动机模型进行涡轮临界转速计算和不平衡响应分析,得知该型空气涡轮起动机在加速阶段会经历涡轮两阶临界转速,并确定实际不平衡量激励下的响应大小,为涡轮优化设计以及振动控制提供技术依据。

微生物亚硝化抑制剂对风干肠理化性质及安全品质的影响

为降低风干肠中生物胺(BAs)、N-亚硝胺(NAs)含量和亚硝酸盐残留量,提高产品的安全品质,设计4组风干肠:1)MNI组:添加0.05%微生物亚硝化抑制剂;2)MNIP组:添加0.05%MNI的同时接入PRO-MIX5商业发酵剂(木糖葡萄球菌、清酒乳杆菌、类植物乳杆菌);3)FBFAP组:加入外源添加物的同时接入PRO-MIX5商业发酵剂;4)CK组:空白对照组。将灌肠后的4组样品,在30℃恒温、恒湿培养箱中发酵,当pH值降到5.4时终止发酵,进入20 d的风干成熟过程(14~16℃)。测定4组样品在发酵过程中的pH值变化,成熟过程(1,5,10,15,20 d)中的pH值、水分含量、a_(w)、色差、硫代巴比妥酸反应物(TBARs)值和生物胺(BAs)的变化,以及4组风干肠成品的N-亚硝胺含量和亚硝酸盐残留量。结果表明:在发酵阶段,MNIP组和MNI组的pH值分别在12.5 h和15 h快速降到5.4,FBFAP组和CK组则发酵到21 h和22 h才达到要求的pH范围;MNIP组和MNI组样品在风干成熟的过程中pH值始终显著低于FBFAP组和CK组(P<0.05),两组风干肠成品的pH值达到5.08,有利于提高风干肠的安全品质。MNIP组和MNI组风干肠成品的水分含量(28.91%,28.72%)和a_(w)(0.75,0.77)显著高于CK和FBFAP组(P<0.05),在达到安全品质的前提下,有利于获得较好的感官品质;与CK组相比,MNIP组、MNI组和FBFAP组风干肠成品具有较高的L^(*)值(54.94,54.05,48.83)和a^(*)值(13.62,13.57,14.54),较低的TBARs(0.34~0.36 mg/kg)值,并且组胺、酪胺、尸胺、色胺均保持较低水平。MNIP、MNI和FBFAP能有效抑制风干肠中NAs的形成,对NAs的抑制率分别达到54.77%,51.31%,37.10%,以MNIP组的抑制效果最好。4组风干肠的亚硝酸盐残留量均保持在较低水平(2.19~4.43 mg/kg)。由此说明,MNI和PRO-MIX5商业发酵剂协同作用能显著提高风干肠的理化性质和安全品质。

驻车起动用高能量铅酸电池的研发

为确保起动用铅酸电池在重型载货汽车上同时满足起动引擎和驻车空调器的正常使用,采用提高容量的设计方案。为提高电池的深循环性能,采用减小板栅的栅格面积、增加板栅筋条质量和增加极板厚度等方案。研发的铅酸电池,可在驻车空调器连续使用11.6 h后正常起动引擎,保证车辆的正常工作,且使用寿命达3 a以上,满足重型载货汽车的要求。

不同发酵剂对北方风干香肠色泽和风味品质的改良作用

以不接菌的自然发酵样品为对照,分析商业发酵剂对北方风干香肠色泽和风味的改良作用。结合产品特点选取3种不产酸,且具有护色增香功效的发酵剂。在生产过程中测定其色泽变化,并对最终产品进行感官评价、气相色谱-质谱(gas?chromatography-mass?spectrometry,GC-MS)联用分析和电子鼻分析。结果表明,3种发酵剂的加入均能促进风干香肠产品色泽形成,即红度值a*显著增加。电子鼻传感器能够将4组产品区分开,说明加入发酵剂后,风干香肠的风味有所改变。GC-MS结果显示,添加S-SX发酵剂和T-SC-200发酵剂能够显著增加产品风味物质含量,尤其是醛类、酮类、酯类风味物质相对含量有所提高。感官分析表明,S-SX发酵剂处理组的综合评分最高,其产品风味和口感更好。

发酵剂对风干羊肉理化特性变化和蛋白质降解的影响

以新疆传统风干羊肉为研究对象,通过对比接种发酵剂的风干羊肉与未接种发酵剂的风干羊肉,分析发酵剂对风干羊肉的理化特性及蛋白质降解的作用,结果表明,接种发酵剂的风干羊肉与对照组相比,水分活度差异不显著,pH下降显著(p<0.05),在成熟后的风干羊肉的pH为4.86,水分活度值为0.658,TVB-N和蛋白质的含量整体都低于未接种发酵剂的风干羊肉,挥发性盐基氮含量为6.636mg/100g,总蛋含量最低值为6.44%。肌浆蛋白和肌原纤维蛋白在风干羊肉成熟过程中逐渐降解,接种发酵剂风干羊肉的蛋白质降解更为显著。

PLC M218在水电站油压装置控制系统中的应用

调速系统油压装置是水电站重要的辅助设备之一。以Schneider公司M218系列的PLC为例,详细介绍了该系统自动控制功能及过程。M218体现了施耐德电气的"灵活设备控制"理念,该控制系统具有高可靠性和稳定性。

用发酵剂改良风干香肠及其理化特性的研究

为了改良风干肠的品质,试验把发酵剂人工接种入风干肠中,并且以自然发酵肠和直接烘烤的干肠作对照,通过对发酵和烘烤过程中理化指标的研究,以及对产品的感官评定来鉴定其品质。结果表明,人工接种发酵剂的风干肠有浓郁的发酵香味,酸度适中,口感颇佳;半成品水分含量在31％～32％,水分活度在0.79～0.81之间,属于中等水分肉制品;pH值在发酵过程中逐渐下降,烘烤后开始上升,半成品pH值在5.2～5.4之间;TBA值在发酵和烘烤过程中虽然一直上升,但是成品没有脂肪氧化味;在发酵和烘烤过程中色素转化率先逐渐上升而后又下降,半成品值为38％～53％,颜色较好。结果还表明,试验所采用的工艺参数可行,但最佳的工艺参数还需要进一步研究。

乳酸菌发酵剂对风干肠风味品质的影响

采用自然发酵传统腌腊肉制品中分离鉴定出的1株乳酸菌(植物乳杆菌10M-7)制成干粉发酵剂,将其应用于风干肠的生产加工,以未添加发酵剂的自然发酵风干肠作为对照,研究乳酸菌发酵剂的添加对风干肠风味品质的影响。结果表明:实验组风干肠加工初期的p H值迅速下降,且风干成熟后,其p H值明显低于对照组;电子鼻分析结果表明,添加乳酸菌发酵剂的实验组风干肠的风味与对照组存在明显差异;气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)分析结果表明,乳酸菌发酵剂的添加能够有效促进风干肠产品中醇类、酮类和酸类物质相对含量的提高,且实验组风干肠中检出的腌腊肉制品呈香特征物质种类较多,相对含量较高,如3-羟基-2-丁酮、乙酸乙酯、2-庚酮和2-壬酮;感官评价结果表明,添加乳酸菌发酵剂能够改善和提高风干肠的风味,产品的整体可接受性优于对照组。

用发酵剂改良的风干香肠微生物特性的研究

为了改良风干肠的品质 ,试验把发酵剂人工接种入风干肠中 ,并且以自然发酵肠和直接烘烤的干肠作对照 ,通过对发酵和烘烤过程中微生物指标的研究 ,以及对产品的感官评定来鉴定其品质。结果表明 ,在发酵和烘烤过程中 。

空气涡轮起动机测试数据采集系统

开发了一种用于空气涡轮起动机性能试验的数据采集系统。该系统能实现试验流程的自动监控,实验数据的自动采集、处理,以及实验结果的显示、存储及打印输出。通过反映涡轮起动机状态的参数,成功地诊断涡轮起动机的运行状态及典型故障。现场运行结果表明了该系统的有效性和优越性。

电动风门在矿井风门系统中应用

电动风门的功能是利用QC83-80N可逆磁力起动器的可逆性,来控制风门起闭绞车电机的正反转,从而,使绞车缠绳或放绳,再通过传动滑轮组来打开或关闭风门;其结构简单、操作方便、开关灵活、开闭安全、省时省力、生产效率高。

民航燃气涡扇发动机启动原理

为了保证航空燃气涡扇发动机能顺利启动,需要有两个相互协调工作的系统:启动系统和点火系统。发动机在地面正常启动时,两个系统必须同时工作;首先由启动系统将发动机转子N带转到一定转速,使适量高温高压空气进入燃烧室并与燃油喷嘴喷出的燃油相混合;其次再由点火系统点燃燃烧室里的油气混合物,释放燃料化学能并转化为热能推动涡轮对外做功。启动过程中两个系统的工作需要相互协调,并在循环开始后,由启动控制电路自动调节两个系统的工作。点火系统还应该能够独立工作,以实现空中再点火以及恶劣天气情况下为防止发动机熄火而进行的常明灯式的持续点火;启动系统也应能单独工作,以实现"干冷转"和"湿冷转",以便于发动机检查及维修后的试车。

燃气涡轮起动机高空台高空起动试验研究

介绍了某型燃气涡轮起动机在高空台进行高空起动试验的安装方式、试验条件和试验方法,并对高空起动试验结果进行了详细分析。研究表明,通过增加起动加速供油量与起动电机功率,可有效扩展燃气涡轮起动机的高空起动包线,且起动机的冷机时间对其起动特性有着显著影响。同时,在此类起动机高空台试验中,应对滑油管道提供相应的保温措施,以保证起动机在低温环境下的冷机过程中,滑油温度不至于过低而影响起动。