径流叶轮静态和固有频率的三维有限元分析

讨论一种用三维实体单元模型分析径流叶轮静态和固有频率的方法.采用MSC公司的Patran软件进行前后处理,Nastran软件进行分析计算,得到较为精确的分析结果.结果表明,分析模型可以精确直观地反映叶轮的静态和固有频率状况,为工程中实际叶轮的固有频率和强度分析提供参考.

Navior－stokes方程在模拟径流叶轮中的应用

几何定位坐标已被发展用来模拟具有任意形状叶片的径流叶轮中的流场。二维，不可压缩、层流情况下的近似解法也被用于低转速时，具有恒定转速的径流叶轮中。就三种不同叶片的叶轮──后掠式对数螺旋线叶片，直线径向叶片，后掠弯曲叶轮──比较它们已有的实验数据，流线与速度的分布基本相同。在直线径向叶轮中，发生在叶片负压侧的脱流现象在各种工况下都会出现，而在弯曲叶片叶轮中，这种现象中发生在非设计工况。

径流叶轮直纹叶片的参数化型线自动提取算法

流线族(SSL)作为复杂高精度径流式叶轮(RIT)的关键几何元素,对于RIT的建模和气动优化有着非常重要的作用。以RIT的多学科耦合设计为目标,研究了面向型面和特征的联合采集方法以获取RIT表面信息;基于线几何理论,提出了RIT直纹叶片子午流道几何(MS)及直母线矢量(SGVs)的提取方法;探讨了直纹母线矢量的等分算法;研究了可同时控制光顺和逼近程度的叶片型面流线族的拟合方法;建立起以SSL和子午流道几何为参数的径流式叶轮参数化模型,实现对任意RIT样件的SSL自动提取及叶轮的自动参数化建模,通过实例验证了该方法的有效性和可行性。

径流式整体叶轮五轴高速加工工艺及参数优化

论述了径流式整体叶轮加工工艺过程中的制造难点,基于UG NX软件对整体叶轮进行CAD建模及刀具轨迹规划,以生产实际为导向,探索了整体径流式叶轮加工工艺方法,优化了加工工艺参数,减小叶轮变形,有效防止过切、欠切、干涉等工艺问题,缩短了叶轮加工时间,大幅度提高了整体叶轮加工效率,实现该系列径流式整体叶轮零件的工艺提升,对类似叶片类曲率扭转较大的复杂零件的加工有一定的指导意义。

基于NX的径流式叶轮工序集中五轴制造工艺研究

基于先进制造技术及软件平台,针对某内置典型复杂曲面径流式叶轮的结构特点,改进了传统工艺制造流程,基于NX的通用编程策略进行叶轮程序编制,应用先进的五轴高速加工中心完成小直径多级叶片叶轮的一次性加工,整体叶轮加工效率提高38.4%,实现该系列径流式整体叶轮零件的工艺提升,制造质量可控性增强,满足技术文件要求,良好地还原设计理念,对类似结构复杂曲面零件的制造有一定指导意义。

基于不同工质进行径流式透平背叶片对推力和摩擦功耗的影响研究

径流式叶轮背部增加背叶片结构可以有效调整叶轮背部腔室的压力分布,从而调整叶轮部分的轴向推力,但同时背叶片的引入会增加叶轮背面的摩擦功耗。文章基于某一径流式叶轮,研究在两种不同工质(空气及超临界CO_(2))下背叶片对叶轮背部压力分布及摩擦功耗的影响规律,并与无背叶片结构的叶轮背部腔室进行对比,通过研究发现,带背叶片结构时,背部旋转因子随泄漏量及泄漏方向的变化有较小的改变;而无背叶片结构时,背部旋转因子随泄漏量及泄漏方向的变化非常明显。背部摩擦功耗与旋转因子有关,旋转因子较大时摩擦损失较小,旋转因子较小时摩擦损失较大。另外,带背叶片时摩擦功耗要明显大于无背叶片时的摩擦功耗。

径流式叶轮周期性有限元强度振动数值研究

径流式叶轮是向心透平、离心压缩机和离心泵等旋转机械的重要部件,在工作状态下承受着巨大的离心力,其安全可靠性至关重要。以某向心透平叶轮为研究对象,基于周期循环对称叶轮强度振动有限元分析理论,建立了向心透平叶轮周期循环对称数值计算模型,分析获得了其在工作转速状态下的变形、应力、固有频率及振型,计算结果表明:向心透平叶轮的最大等效应力为113MPa,位于叶轮本体内环表面靠近进口处,该值远小于材料的屈服极限,说明叶轮满足强度要求;进一步将计算结果与整圈模型计算结果进行对比,不仅验证了周期循环对称模型计算结果的可靠性,还说明采用周期对称模型对径流式叶轮进行强度和振动分析可以在保证计算精度的前提下极大地提高计算效率。

径流及斜流压气机任意曲面叶型长短叶片的造型设计方法

发展了一套径流及斜流式叶轮机的任意曲面叶型长短叶片的造型方法,并在离心式压气机和斜流式压气机的设计中做了具体的应用。新发展了令叶片的厚度按三次样条函数沿流向分布的一种设计思想,得到了比较理想的叶片。同时在径流及斜流式压气机中使用分流叶片,引入了长短叶片的造型设计方法。通过CFD流场检验验证了这种叶片造型方法的可操作性和适用性。这为径流式以及斜流式叶轮机转子、静子的进一步气动优化设计奠定了基础。

微型燃气轮机叶轮内流动的研究

对HoneywellParralon75型微型燃气轮机的压气机与向心透平叶轮内的流动进行了数值研究.该机为单轴单级,压比为4/1,流量为0.68kg/s.计算方法基于Jameson格式,湍流模型选择Baldwin Lomax模型.计算结果为分析叶轮流道内二次流的形成与发展提供了详细的流动结构.压气机叶轮采用分流叶片,可以延缓横向二次流的发展,降低叶片吸力面扩压程度,减小叶轮出口尾迹的强度与范围,对提高叶轮效率起到决定性的作用.透平叶轮流道内部的损失区主要集中在吸力面一侧,叶顶间隙的泄漏流动使得吸力面与叶顶间的角隅区的损失有明显加大,控制叶轮的径向间隙对控制流动损失有明显作用.

径流/斜流叶轮全三维反问题方法中的边界条件和级数截断

研究了脉动流场不同类型的进出口边界条件,比较了端壁边界条件的不同给法,并用基于定常雷诺平均Navier-Stokes(RANS)的商用计算流体动力学(CFD)软件数值研究了进出口、端壁的边界条件和级数截断误差对气动设计的影响.研究表明:进出口边界条件的影响可忽略不计,端壁边界条件的影响较大.取傅里叶级数约前15项后,截断误差的影响可忽略不计.