压气机试验件转子对试验台转子横振不平衡响应的影响

重型燃气轮机压气机试验台系统的动力学性能由试验台转子与试验件转子共同决定。对于已经建成的试验台,在实际运转过程中,需要满足不同试验件的实验需求。因此,在设计试验件转子时,需要考虑其对试验台转子横振不平衡响应的影响。将未知试验件转子的动力学特性模化为试验台转子和试验件转子交界面上的机械阻抗,在交界面处利用机械阻抗综合法的阻抗匹配原理来确定试验件转子对试验台转子横振不平衡响应的影响,得出未知试验件转子的设计限制范围。最后,建立了某一试验台转子和试验件转子的动力学模型,分析了该系统的横向振动不平衡响应,验证了试验件转子不平衡响应的设计限制范围的有效性。研究结论为压气机试验件转子的设计提供了指导意见。

压气机试验叶片注塑变形主工艺参数分析研究

航空发动机压气机低速模拟实验台所用树脂叶片注塑成型过程复杂,叶片成型精度由模腔和工艺参数决定。为探索工艺参数及其交互作用对叶片成型精度的影响规律,提出并研究了压气机叶片注塑变形主工艺因素的二次分析方法。首先基于析因试验研究了熔体温度、模具温度等工艺参数对叶片成型变形的影响,揭示了对叶片变形影响显著的工艺参数及其交互作用;再基于响应面方法分析了各主工艺参数及其交互作用对叶片变形的影响规律。仿真试验结果表明,保压时间、熔体温度与保压时间的交互作用等是影响叶片变形的显著因素。

轴流压气机试验系统两类气动耦合问题初探

针对压气机试验设备与试验件之间存在的气动耦合问题,探讨了压气机试验系统中影响试验对象性能评定的两类边界影响因素。通过构建理论分析模型,研究了进气系统压力损失对压气机试验特性的影响,和排气系统容腔效应对压气机过失速性能的影响。结果表明:(1)敞开吸气式压气机试验进气系统中流动损失最大的区域集中在进气节流阀处,依据各节流元件具体类型分段建立流动损失模型,可为间接获取压气机试验件进口压力参数提供新的自由度;(2)将试验设备排气节流装置直接布置在试验件流道出口,可抑制排气系统的容腔效应,保证压气机部件台架安装环境下的稳定性试验结果更趋近于整机工作环境;(3)相比于大流量风扇,高负荷多级压气机气动稳定性对于试验排气系统的容腔效应表现得更敏感。

双转子压气机试验器转速数字给定方法研究

为满足双转子压气机的高、低压压气机的单独试验以及联合试验的要求,研究了一种基于Profibus-DP总线的双转子转速数字给定方法,该方法以西门子S7-300 PLC为核心,应用现场总线Profibus-DP技术,以西门子Win CC为可视化监控软件,采用多圈绝对值旋转编码器数字给定方法,较好地实现了单转子转速给定控制和双转子转速的匹配给定控制功能。

大功率压气机试验器动力装置选型设计

本文简单介绍了压气机试验器动力装置的几种类型及其特点,重点介绍了ACS5000变频调速系统作为某大功率压气机试验器动力装置的典型应用,包括ACS5000变频调速系统设备选型、安全可靠性设计、抗干扰措施设计,为ACS5000变频调速系统在其它同类型应用中提供了参考和借鉴作用。

单轴双涵压气机试验器调台试验技术

为给8 000 kW以下功率等级的风扇/增压级及压气机提供试验研究平台,自行设计并建成了一台单轴双涵压气机试验器。本文就考核该试验器能否满足设计要求须采用的调试方法进行了系统介绍,对调试过程中遇到的技术问题及解决措施进行了有益探索,并对调试结果进行了分析与评估。调试试验表明,该试验器满足设计要求,具备验收条件。

轴流压气机试验台及流场测量技术综述

流动特性实验是研究轴流压气机气动性能的重要手段,而轴流压气机气动性能测试台是进行压气机试验研究的工具。文章结合国内外轴流压气机试验台的现状,总结了轴流压气机的进气系统、排气系统、驱动系统以及常用流场测量技术,分析了在设计轴流压气机试验台和实验布置时需要考虑的因素,并对轴流压气机试验台的发展趋势进行了展望。

压气机试验中不可忽视的一个因素——出口通道的局部堵塞

在压气机试验中,经常出现压气机试验器的流量范围与试验件的流量不匹配的问题,在大流量压气机试验器上试验小流量试验件,其结果是录取不到邻近喘振边界的一段等转速线。为了达到录取完整等转速线的目的,国内通常采用局部关闭排气节气门叶片的办法。本文试验实例说明,由于关闭部分排气节气门叶片形成压气机出口通道局部堵塞,因而引起压气机试验性能的重大变化。在压气机试验乃至压气机试验器设计时,有必要注意这种影响因素。

压气机试验用的三种压力畸变发生器及试验结果

本文介绍了国内航空发动机压气机试验用的三种压力畸变发生器(网格压力畸变发生器、变唇口压力畸变发生器和档板压力畸变发生器)的结构、进口压力测量方法和试验结果。试验结果表明,稳态进口压力畸变和组合压力(稳态压力加动态压力)畸变对压气机性能的影响是不同的。这种不同不仅反映在数量级上,而且反映在被影响参数的变化上。进口紊流度量级对压气机性能的恶化和改善的方向是不一致的。其试验证明,在今后的压气机研制中,组合进口压力畸变试验是必不可少的试验项目。

故障诊断技术在压气机试验器故障上的应用

简要介绍了故障诊断技术及其在高压压气机试验中的应用。从对实时监测的振动图谱及关键故障件的尺寸检查结果分析,得出试验器平衡盘和排气道振动大的原因。在对试验器排气道分解检查后,制定了一系列合理有效的排故措施。

多级轴流压气机试验中压力扫描阀参考端的研究

本文对压气机试验中压力扫描阀参考端的选取进行了研究,通过测量不确定度分析得到压力扫描阀压差传感器与绝压传感器量程的理论最优分配关系,并以此为依据提出了选取级间壁面静压作为参考端的方案。为验证该方案的可行性与有效性,本文以某十级高压压气机试验为例,分析大气压作为参考端与压气机出口壁面静压作为参考端的测量数据,对比了两种方案下压气机出口总压的测量不确定度。结果表明,对于高压比工况,使用压气机出口壁面静压作为参考端,压气机出口总压测量的扩展不确定度可降低约0.4kPa,对于提升压气机高转速工况的压力测量精度意义不大。对于压比不小于3的工况,使用壁面静压作为参考端可保证出口总压测量相对扩展不确定度小于0.2%,显著提高了中低转速工况的压力测量精度。

压气机性能录取中状态稳定的判别方法

为准确高效地获取压气机性能参数,以多台份压缩部件为对象,分析了试验过程中各性能参数所需稳定时间及状态稳定特性;以压气机出口总温为判断参数,开展了压气机试验状态稳定的判别方法研究。结果表明:压气机温升效率相对其他性能参数所需的稳定时间更长、波动幅度更大,并可能伴有低频脉动;出口平均总温的波动幅度随取样时间长度的增加逐渐降低,当采样频率为5 Hz时,建议取样时间长度不低于1 s;可采用出口总温随稳定时间的线性拟合斜率来判断压气机的稳定状态,推荐对30 s内出口平均总温进行线性拟合,并且以连续15 s的每秒拟合斜率均在±0.002以内作为试验状态稳定的判别依据。

压气机试验器二级增速装置设计与试验验证

针对压气机试验器受转速限制无法满足新型压气机试验的需求,设计了一种置于试验器传动轴系与试验件输入轴之间的增速装置。该增速装置可在压气机全转速范围内稳定运行,并利用隔热、冷却等方式能在试验件高温排气条件下有效保证内部传动组件处于要求工况。在增速装置设计过程中,还利用实体建模和结构仿真分析了箱体的受力变形和应力,从理论上确保了箱体设计安全可行。试验调试过程中,该增速装置运行良好,传动平稳,满足试验要求。

全台压气机试验器排气道的变形与修复

分析了SB303全台压气机试验器排气道的变形原因，综述了修复方法和调整过程，并初步总结了非标准设备维修工作的一般规律。

压气机试验台分析

本文分析了航空发动机压气机的控制方式和控制逻辑,根据压气机试验的需求,压气机控制方式和控制逻辑,推演出压气机试验台需要模拟的状态,以及需要具备的控制机构的功能和形式。分析压气机试验台的主要功能组成,并将实际压气机控制系统的功能和机构特征,与压气机试验台的各分系统进行一一对应,分析压气机试验台的分系统如何模拟压气机控制系统中的各个执行机构。

压气机试验厂房噪声设计与分析

随着航空发动机压气机的转速和流量日益增大,在压气机运行过程中会产生巨大的噪声,严重影响厂房周边环境和技术人员正常工作,需在厂房建设初期就进行噪声方案设计。本文以某压气机试验厂房为例,采用Cadna/A噪声模拟软件和噪声实测相结合的分析方法,对压气机厂房进行噪声分析与降噪设计,在实施降噪措施后进行噪声测试,结果表明厂房目标功能区域和厂界处的噪声均满足噪声限值指标要求。

三种收缩段在压气机试验器中流场特性对比

本文使用数值模拟的方法对3种不同的风洞收缩段在压气机试验器进气系统中的流场特性进行了研究,以验证不同收缩段在试验器进气系统中的性能指标。数值模拟结果表明,3种模型出口截面流场的总压不均匀度、速度不均匀度和平均气流角均满足压气机试验要求,但是维氏曲线的模型在试验器进口静压测量截面的不均匀度更佳。

压气机试验器大扩张角进气系统数值模拟

本文对压气机试验器大扩张角进气系统进行了数值模拟,结果表明:导流锥及两道球面孔板较好抑制了扩压段分离流动,进气系统出口截面流场品质满足设计要求及相关标准。对比不同流量下的流场参数,显示该进气系统具有较宽的流量工作范围。

压气机试验器双涵排气蜗壳设计及数值模拟

本文设计了压气机试验器双涵排气蜗壳,对排气蜗壳进行了数值模拟计算,结果表明:导流叶片对蜗壳内部流场具有改善作用,平均流速不大于80m/s;内涵蜗壳进口的总压不均匀度明显低于外涵蜗壳;在设计范围内,内涵排气蜗壳的流动损失系数小于0.13,外涵排气蜗壳的流动损失系数小于0.25.

高压压气机性能试验件测试与校准方案设计要点

航空发动机正向研制过程中需要经历多种试验验证,试验过程中又需要测量各种类型的参数以表明产品符合性。高压压气机性能试验中试验件上需要测量的参数涵盖种类较为齐全,以其作为范例对航空发动机主要测试系统及其校准方案设计进行分析阐述。总结测试系统设计过程以及其中需要关注的设计要点和注意事项,并针对测试系统制定量值溯源方案,明确校准要求,确保数据准确,为航空发动机其他试验件及类似参数测试系统设计实施提供参考。