反射式动栅光纤传感器及应用

提出一种新型的光纤传感器——反射式动栅光纤传感器。这种传感器是采用光纤作为传光元件，而敏感元件是一对等节距光栅，其中一块为定栅，一块为动栅，当两光栅位置发生变化时，其光通量随之变化，再经光电转换系统转换信号后以电信号输出的传感系统。该传感器结构简单，使用方便，可用于测量位移、应变及其它物理量，尤其是在高温测量、连续变化量测量及实时监测等方面，更显示其优越性。文中给出了这种传感器的理论分析，并以测位移为例，给出了实测结果。实验结果表明，理论分析与实验结果相一致。

超微涡轮动叶栅叶顶间隙对流场影响的数值模拟

通过数值求解基于雷诺时均的三维定常粘性N-S方程,结合RNGk-ε湍流模型和非平衡壁面函数,对一种超微型向心涡轮动叶栅内的流动情况进行了数值模拟。揭示了具有极低展弦比动叶栅叶顶间隙对流场参数分布和气动损失的影响,为超微涡轮的设计和改进提供了理论依据。模拟结果表明,叶顶间隙的大小对通道内马赫数分布有重要影响,其中顶部间隙射流所引发的泄漏涡与主流的掺混是主流马赫数降低的重要原因;叶顶间隙的存在使得总压损失系数均匀化,即近壁区和主流区的总压损失都较高;动叶栅在叶展方向上的载荷分布均匀,弦向载荷主要由接近尾缘的弧段承担;模拟中还解析出三维的尾迹涡,这主要是动叶栅尾缘过厚所导致,应进行叶型改进。

变几何涡轮动叶栅流场的PIV实验研究

对某变几何涡轮在不同导叶转角工况下进行了内流场PIV实验研究,获得了动叶叶栅流道及其下游区域详细的流场及涡量场数据,并对其进行了对比分析.结果表明:导叶转角从6°转到-6°的过程中,叶轮出口截面最大速度增加约11%,叶轮流道内部最大绝对速度增加约40.6%,气流角度单调变化,叶轮输出功率在这一过程中增加了42%;但随着导叶转角的减小,下游动叶流道的流动损失有所增加.

透平动叶栅二次流涡系演变及气动特性的数值模拟

采用控制容积积分法和协调一致的求解压力耦合方程的半隐算法 ,数值求解了三维稳态时均N S方程组 ,并应用可实现k -ε湍流模型 ,计算分析了低展弦比透平动叶栅二次流涡系的演变特点及叶栅气动特性 .计算结果与现有的试验结果吻合良好 ,表明所用的数值方法及湍流模型适用于模拟存在复杂涡系的叶栅流动 .计算结果表明 ,与静叶栅相比较 ,由于动叶栅的折转角较大 ,且气流膨胀加速程度较小 ,通道内横向压力梯度对涡系的发展及叶栅的气动特性产生了更为显著的影响 ,使得马蹄涡压力面分支在叶栅流道进口区域即与端壁上的横向流动相融合 ,并很快发展成强度较大的通道涡 ,马蹄涡吸力面分支也会较早地受到通道涡的卷吸而消失 ,以致叶栅的能量损失显著增大 ,出口气流角沿高度方向分布也很不均匀 .

汽轮机调节级动叶栅大负冲角工况下的三维分离流动研究

对大功率汽轮机组提出的承担调峰任务的要求使得调节级小展弦比动叶栅非设计工况下的二次流与分离流特性受到关注。采用经试验考核的计算方法对一展弦比为0.344的动叶栅在冲角条件下的三维分离流场进行数值模拟,得到了详细的叶栅二次流与分离流的流动图谱,并给出了气流的三维分离模式。计算结果表明:在大负冲角条件下,三维分离流动显著改变了叶栅二次流结构及出口气流参数沿叶高的分布规律。叶栅出口气流在下端壁附近发生明显的欠偏转现象,同时叶栅下部的损失急剧增加,流动的总损失比设计工况增大2倍,二次流损失增大4倍。

超超临界汽轮机调节级动叶栅热应力分析

本文以某600MW超超临界汽轮机为例,应用ANSYS建立了调节级动叶栅和所在转子凸台的有限元分析模型,得到了变工况下应力分布规律,了解动叶栅和所在转子凸台应力最高的部分,为研究叶片和转子热应力的分析提供了理论基础,并为机组的启动优化提供了参考。

超临界高压动叶栅壁面静压分布的试验研究

在低速风洞上对某型超临界汽轮机高压级动叶栅进行了静态试验。详细测量总压损失由栅前至栅后的发生与发展以及静压系数在不同叶高沿叶型的分布。试验结果表明,具有后部加载叶型的正弯动叶片栅气动特性优良,叶型损失与二次流损失较小,出口气动参数沿叶高分布均匀,并且具有良好的冲角适应性.

小展弦比透平动叶栅二次流涡系演变及气动特性数值分析

采用控制容积积分法和协调一致压力修正算法数值求解三维稳态时均N-S方程组,对一小展弦比透平动叶栅在旋转状态下的二次流涡系演变和三维气动特性进行了分析。计算结果表明,该叶栅上下端壁通道涡在叶展中部交汇,在该处产生强烈的横向流动并引起叶展中部能量损失急剧增加,使损失沿叶高的分布由常见的双驼峰型变为单驼峰型,同时还使叶展中部出口气流的欠偏转角大幅度增大。

大型汽轮机调节级动叶栅温度场分析

超临界汽轮机调节级承担着较大的焓降,温度梯度更大,会引起高压缸各级相当大的热应力和热变形,特别是调节级动叶栅及调节级处的转子表面的温度变化较为剧烈,这将影响机组的启停及变工况速度,不利于机组的调峰。而本文以某600MW超超临界汽轮机为例,建立了调节级动叶栅的有限元分析模型,模拟出整个动叶栅及转子表面的温度分布图,为研究超超临界汽轮机各级叶片和转子热应力的分析提供了理论基础,并为机组的启动优化提供了参考。

海豚型叶片对动叶栅流场的影响

采用遗传算法及人工神经网络的优化算法,把某汽轮机末级常规静叶片改型设计成海豚仿生型叶片。利用两相均质数值方法和湿蒸汽平衡相变模型,以商用软件CFX为计算平台,模拟了常规原型与新设计的海豚型叶栅流场。通过对计算结果进行比较,分析该海豚型叶片与常规叶片在气动性能上的异同,探索海豚型叶片是如何通过改变叶栅流道内蒸汽湿度的分布状况来更好地适应叶栅内湿蒸汽跨音速流动。

纯冲动式鱼雷涡轮机动叶栅超音速流动数值仿真

为了研究鱼雷涡轮机通流道内的流动特征进而指导涡轮通流结构设计,在合理简化模型基础上,采用计算流体力学(CFD)方法对纯冲动式鱼雷涡轮发动机转子动叶流道内超音速流动状况进行了数值仿真,详细分析了叶栅内流动状况、总压损失、叶片气动载荷和温度载荷。仿真结果表明,动叶流道内流动比较复杂,攻角对其内的流动有较大影响,该数值越大,附面层分离越严重,激波越强,总压损失也越大;同一个叶片在经过喷嘴流域时,其气动载荷呈现先增大后减小的趋势,受交变的气动力作用,而叶片气动承受载荷越大其温度载荷就越小,叶片内的温度梯度就越小。

有机工质超音速动叶栅设计

基于理想气体二维动叶栅设计理论,建立了适用于有机工质超音速动叶设计的实际气体模型.采用C++编写了工质R134a的动叶设计程序,给定入口和出口马赫数等设计参数,计算得到叶型壁面坐标,对实际气体模型得到的动叶栅进行了数值模拟,并与理想气体模型设计出的R134a动叶叶型进行了对比.结果表明:在饱和线附近稠密气体效应表现明显,实际气体模型与理想气体模型的设计结果差异较大,而远离饱和线时,稠密气体效应表现不明显,2种气体模型设计结果差异较小;数值模拟结果表明该实际气体模型是可行的.

汽轮机调节级动叶栅结构性故障分析与诊断

准确预测汽轮机通流故障能大幅提高汽轮机运行的安全性。对某600 MW汽轮机调节级动叶栅结构性故障过程中的热力参数、轴系参数、调节级轴向推力进行了详细的分析和计算。在此基础上,提出了诊断调节级动叶结构性故障的方法以及应对措施,可减轻此类故障下汽轮机设备的损坏程度。

基于Verilog-A的容栅传感器建模与仿真

介绍了容栅传感器结构及其工作原理,并针对容栅传感器应用系统设计验证中所遇到的困难,采用模拟硬件描述语言Verilog-A对其行为进行高层次建模,通过理论推导传感器信号与物理位移的关系和CadenceSpectre仿真器的验证,该模型正确又易于系统验证。

江铃凯运发动机故障灯常亮的维修

江铃凯运JX1041TSG23型汽车配装高压共轨柴油电喷发动机，车辆投入运行2年后，发动机的故障灯常亮。发动机的动力没有减，起动性较好，无异响，工作一切正常。驾驶员怀疑柴油里有水，

一种新颖的容栅数显位移传感器

本文介绍了容栅数显位移传感器（以下称传感器）的主要功能和测量原理，该传感器不仅体积小、功耗低、测量范围大，而且测量速度快，在全行程范围内可进行绝对测量。

动叶栅倒角对透平级气动性能的影响

对Aachen透平第一级动叶栅添加倒角结构,应用全三维黏性数值模拟方法,分析了级环境下动叶栅倒角对透平级性能和内部流场的影响.结果表明：过小的倒圆夹角会明显降低透平级效率,在叶栅加工中应给予足够重视;倒角结构降低了动叶根、顶处横向压差,气动负荷向动叶栅后半部分转移;动叶根部和顶部倒角对流场的影响主要分布于0%~55%和70%~100%叶高范围内,受倒角影响上、下通道涡向叶栅中部靠近,端壁处角涡强度增大,次流损失上升.

倾斜岸坡角形域顶点排污浓度分布的实验研究

基于研制的倾斜岸坡角形域顶点排污立面二维扩散水槽实验装置及格栅振荡紊动系统,对8个倾角θ=360°/β(角域映射系数β=4,5,…,11)的角形域,按格栅振荡频率n=20,40,60 r/min的3种情况进行了一系列瞬时线源排放的扩散实验,采用图像采集与数字图像处理技术测量二维浓度场分布。结果表明:各倾角的横向和垂向扩散系数均随格栅振荡频率的增大而增大,当格栅振荡频率n=20,40,60 r/min时,各倾角横向扩散系数的平均值分别为18.38,30.88,43.94 cm2/s;垂向扩散系数的平均值分别为1.89,2.47,3.24 cm2/s;在格栅振荡条件下,垂向扩散系数平均占横向扩散系数的7.4%～10.3%,横向和垂向扩散系数随倾角的大小呈现波状变化特征。实验证明倾斜岸坡角形域顶点排污浓度分布呈现以角域映射系数β的奇偶不同和以β=4的倍数的周期性变化规律。