非定常尾迹宽度对气膜冷却效果的影响

对非定常环境下动叶气膜冷却的流场进行数值模拟,研究非定常尾迹宽度对气膜冷却效果的影响。结果表明,对于动叶的气膜冷却来说,由非定常尾迹形成的低速区对冷却射流的压制作用减小,使冷却射流更多地进入主流并与其掺混,使得气膜孔下游叶片表面的冷却效果降低。当尾迹宽度增大时,叶片表面气膜冷却效果降低的程度增加。非定常尾迹对压力面上冷却效果的影响大于吸力面。压力面上在第1个冷却孔后面冷却效率降低了15%,而吸力面上的冷却效果变化不是很明显。

非定常尾迹对复合角度叶片传热性能影响的数值研究

应用标准k-ε紊流模型及SIMPLE算法,在非定常环境下,通过直径分别为2,4,6mm的圆柱(尾迹宽度)来模拟燃气轮机静叶产生的尾迹,分析1个周期内展向倾角为45°时,射流孔中心线与叶片表面的夹角分别为30°,45°,60°的3种复合角度动叶表面的传热特性。结果表明:1个周期内动叶全表面努塞尔数明显不同;随着动叶复合角度的增大,尾迹使压力面传热效果增强,吸力面传热效果减弱;不同宽度尾迹对压力面传热效果的影响明显高于吸力面,而尾迹宽度为4mm时,下游动叶全表面的传热效果最佳。

大宽度无叶扩压器旋转失速特征的数值分析

采用二维方法,预先给定扩压器入口的射流-尾迹分布,忽略边界层的影响,对一具有大宽度无叶扩压器进行了数值模拟;分析了扩压器长度、叶轮叶片数目等因素对失速的影响.计算结果表明:对于宽度不同的扩压器存在不同的失速机理,相关结论和文献结果的比较也证实了该方法的正确性.

非定常尾迹宽度对动叶传热影响的数值研究

应用Standard k-=紊流模型并结合SIMPLE算法,近壁区流动的处理采用壁面函数法,对燃气轮机首级静叶产生的非定常尾迹及动叶流场进行数值模拟。通过在动叶前放置直径为d=2、4、6 mm的圆柱来模拟静叶尾迹的宽度,研究不同时刻尾迹宽度对下游动叶传热特性的影响。结果表明:静叶产生的尾迹对下游动叶压力面与吸力面的速度影响呈现周期性变化,圆柱尾迹产生的速度亏损,使主流的流速降低,压力面低速回流区在1/4T时刻达到最大。低吹风比M=0.5时,尾迹宽度增大(d=4 mm)能使压力面传热增强,而吸力面的传热变化很小,但过高的尾迹宽度(d=6 mm)将会同时降低压力面和吸力面的努赛尔数。高吹风比M=1.5时,随着尾迹宽度增大,压力面和吸力面的传热均增强,在d=6 mm时努赛尔数达到最大。

低速轴流叶轮流场气动声学试验研究

以低速轴流风扇的弯掠叶片为对象,通过气动声学试验,获得了不同运行工况下声压级的变化规律,对比研究了叶片周向弯曲方向对低速轴流风扇气动噪声的影响.结果显示,低速轴流风扇尾迹宽度的径向分布规律受叶片弯曲方向的影响不大,即叶轮尾迹宽度沿径向都呈现逐渐减小的变化规律.与后弯叶片相比,前弯叶片的降噪性能更强.

利用后向散射光空间谱强度分布探测尾流气泡的实验研究

利用自行设计制作的尾流模拟系统产生气泡,应用散射光空间频谱测量分析系统,对水中气泡群的后向散射光空间谱强度分布进行测量和分析,研究了不同探测距离的散射光衰减对其强度分布的影响.结果表明,在气泡密度、大小分布不变的情况下,扩束光照明时,由于参与光散射的气泡数目增加对散射光在水中传播衰减的补偿,散射空间谱强度分布的峰值和半宽值均不随探测距离变化;而细光束照明时,散射谱强度分布峰值随探测距离的增加而减小,半宽值则逐渐增大.所以在远距离探测时,细光束的探测效果好.

非定常尾迹对复合角度动叶气膜冷却效率的数值研究

采用标准k-ε湍流模型及SIMPLE算法,通过d=2 mm、4 mm和6 mm的圆柱来模拟燃气轮机静叶产生的尾迹,研究了不同时刻三种尾迹宽度对下游复合角度动叶冷却效率的影响。结果表明:不同尾迹宽度对下游动叶压力面和吸力面涡量呈现周期性的影响,而对压力面的影响更显著;一个周期内压力面冷却效率在3/4T时刻最小,而吸力面冷却效率没有明显变化;随着复合角度的增大,压力面冷却效果增强,吸力面冷却效果减弱;尾迹宽度对吸力面冷却效率影响很小,而对压力面影响较大,尾迹宽度为4 mm时的冷却效率要高于2 mm和6 mm的冷却效率。

非定常尾迹输运对动叶气膜冷却流场影响

对不同尾迹宽度下涡轮动叶的气膜冷却流场进行非定常数值研究,研究了尾迹输运对动叶气膜冷却流场的影响机理.计算结果表明:非定常尾迹的总压损失和速度损失而形成低速区,当非定常尾迹输运到冷却孔附近时,尾迹对气膜层的干扰占主导地位,靠近气膜孔的叶片区域冷却效率降低明显.非定常尾迹的影响使得冷却气流被带到压力面叶片下游更广阔的区域,导致气膜冷却沿叶展方向的覆盖范围更广,从而使得压力面气膜冷却效率在尾迹通过时更高一些.当尾迹宽度增大时,对气膜冷却效率的影响程度增大.尾迹对压力面的影响比吸力面更大一些.

叶片锯齿尾缘对降低空调室外机气动噪声影响的试验研究

依据现有的叶片尾迹宽度计算公式,计算了一空调室外机风机叶片的尾迹宽度,然后,以此尾迹宽度为参考基准,设计了两组不同形状和大小的锯齿形叶片尾缘,制作并试验研究了锯齿形尾缘对风机气动噪声的影响规律。结果表明,锯齿尾缘有明显降噪效果,正弦形锯齿较正三角形更好。锯齿尾缘通过降低宽频噪声降噪,而对离散噪声影响很小。采用与叶片尾迹宽度相近的尾缘锯齿尺寸,气动噪声降低效果最为显著。

周向前弯叶片对轴流风扇气动声学性能影响

通过试验获得低压轴流风扇前弯叶片声压级曲线和设计点1/3倍频程频谱,研究了叶片前弯角对风扇气动噪声的影响.通过数值方法,获得叶轮出口尾迹宽度的分布,分析了叶片前弯角对其影响.结果显示,随着叶片前弯角度的增加,风扇出口尾迹宽度呈现'先减小后增加'的变化特点,导致气动噪声也出现相同的变化规律,其中最低气动噪声出现在前弯6°~8°.气动噪声差异主要发生在300~4 000 Hz.