周向畸变下轴流压气机的失速预警方法研究及应用

为了探究进气畸变条件下轴流压气机的有效失速预警方法并将其应用于主动控制系统中,在一台低速单转子轴流压气机上对均匀进气和周向畸变条件下的失速预警方法进行了实验研究。实验通过在进口布置高度可调节的插板来产生不同强度的周向畸变,并通过在转子叶顶布置的动态压力传感器测得非定常压力信号,运用自相关、互相关和均方根算法对其进行分析,比较了周向畸变下三种失速预警方法的可靠性。分析结果表明:只有传感器安装在畸变区时自相关和均方根分析才有效;互相关分析不依赖于传感器的安装位置,在畸变区和非畸变区均能有效感受到畸变的影响,且互相关系数随着周向畸变的产生或消失相应地下降或上升,因此在周向畸变下互相关分析为更有效的失速预警方法;最后在基于互相关分析的基础上对该单转子轴流压气机实施了喷气主动控制应用,在24.75%畸变强度条件下,主动喷气能取得9.32%的失速裕度改善,与定常喷气相比,获得几乎相等的失速裕度改善的同时节省了约40%的喷气量。

轴流风机失速预警及保护逻辑研究

轴流风机失速过程是风机运行状态快速变化的过程,运行人员大多时候来不及处理,机组已发生RB、跳闸等事故。选取并列运行的2台轴流风机电流偏差、电流变化率、炉膛负压及一次风母管压力等作为风机失速的表征量,在轴流风机发生失速先兆时发出预警,在轴流风机发生失速时,快速形成失速判据,并通过热工逻辑形成联锁保护措施,旨在减轻运行人员运行压力的同时进一步提高机组运行安全可靠性。

用于护航飞行安全的全时数字化失速传感系统

中国科学院北京纳米能源与系统研究所、中国科学院大学研究人员许子颉、曹南颖等开发出一款新型自驱动飞行器失速传感监测(DATSS)系统,可原位实时监测固定翼飞行器翼面的气流分离程度,为飞行器操控者提供失速预警、失速程度分析和飞行状态修正提示数据。2023年5月16日,相关研究发表于《自然-通讯》。

亚声速轴流压气机失速监测方法试验

为了研究轴流压气机失速先兆信号监测的有效算法,对亚声速轴流压气机试验台的孤立转子在不同转速下,从稳定工况到失速工况叶顶不同轴向位置进行了动态压力信号测量试验,采用自相关分析和方差分析算法对试验数据进行了对比分析。结果表明,该压气机为突尖型失速,在叶顶前缘附近能明显感受到失速先兆信号,自相关分析监测到失速先兆信号的时间明显早于方差分析,可更有效的达到失速预警的作用。

N5A飞机失速警告器的安装与校准

探讨失速警告器的选位安装与校准问题。失速警告器的选位安装与校准均由试飞实验确定。提出了如何调整失速警告器安装位置和安装角的指导性原则,论述了用表速计量失速预警速度的理由。

大型火电机组电站风机在线监测系统开发及应用

针对大型火电机组电站风机监测技术欠缺、风机运行异常预警不及时等问题,结合电站风机现场性能试验及电站风机运行特点,采用数值模拟与试验相结合的技术手段,对风机运行主要状态参数的在线准确测量技术、风机失速预警机理及数据传输模式开展研究,建立电站风机气动性能监测模型及预警模型,并基于B-S架构进行软件平台开发及部署,实现了电站风机气动性能的实时监测及智能安全预警,以指导运行人员调控,从而提高了电站风机运行经济性及安全性,具有推广价值。

压气机流动稳定性自适应控制方法研究进展

压气机流动稳定性自适应控制是未来智能航空发动机的一项关键技术.基础研究需要回答3个关切:如何描述系统的稳定性?如何改变系统的稳定性?如何监测系统的稳定性?为此,本团队在压气机流动稳定性通用理论、壁面阻抗边界扩稳方法和在线实时失速预警技术等3个方面开展了系统深入的研究工作.(1)所发展的叶轮机流动稳定性通用理论既能包含流动非均匀性又能考虑叶片几何,计算高效,预测精度高,为压气机气动/稳定性一体化设计提供了可靠的评估工具.(2)所发展的基于壁面阻抗边界调控策略的SPS(stall precursor-suppressed)机匣处理和泡沫金属机匣处理在扩稳、降噪和保持系统气动性能方面取得实质性进展,采用等价分布源方法建立了包含机匣处理影响的压气机失速起始预测模型,对SPS机匣处理和泡沫金属机匣处理关键结构参数进行敏感性分析,使其具有明确的理论设计准则.实验结果证实,SPS机匣处理通过抑制失速先兆波的非线性演化达到扩稳的目的,在扩稳的同时可以保持压气机的压比和效率特性;泡沫金属机匣处理可以实现扩稳和降噪的双重效果,也具有良好的工程应用前景.(3)所发展的基于气动声学原理的实时失速预警方法将压气机失速预警时间提高到秒量级以上,能够在线监测系统稳定性.综合上述理论预测方法、扩稳技术和实时失速预警技术,发展了闭环反馈自适应控制方法,为未来智能航空发动机提供了一种自适应扩稳控制技术.