总温总压组合式受感器设计

由于一般总温传感器体积大、功能单一,不能适应小型飞行器安装使用,因此设计了一种小型总温总压组合式受感器。其中,对受感器外形结构、屏蔽罩、密封结构等进行设计,并设计一种温度压力一体式敏感组件,采用玻璃烧结工艺解决敏感组件的耐高温、密封、绝缘等关键技术。通过Fluent流体仿真软件对受感器流场进行模拟仿真,分析引压管对受感器内部流场的影响,结合仿真结果对受感器进行优化设计。经风洞试验校准,在Ma=0.3至Ma=0.9范围内,受感器总温恢复系数≥0.970;Ma=0.3(高度H=0)条件下,受感器时间常数小于0.9 s。1 MPa压力条件下进行气密性测试,1 min内压力下降不超过300 Pa;在Ma=0.3至Ma=1.0范围内总压误差优于±0.02,达到较高的技术指标要求。

总压对L360NS钢在CO_(2)/H_(2)S/O_(2)体系中腐蚀行为的影响

为明确总压对钢材在CO_(2)/H_(2)S/O_(2)体系中腐蚀行为的影响,采用高温高压反应釜、扫描电子显微镜及其附带的能谱仪、X射线衍射仪、3D光学轮廓仪等仪器,探究了不同总压对L360NS钢在CO_(2)/H_(2)S/O_(2)体系中腐蚀行为的影响。结果表明:总压在0.2~1.5 MPa范围内改变时,L360NS钢的均匀腐蚀速率随着总压的增大而升高。原因是总压增大导致溶液中气体含量增大,腐蚀反应动力学加快,加剧腐蚀。腐蚀产物膜底层为楔状和晶粒状产物掺混,表层为颗粒状,产物组成为FeCO_(3)、Fe_(2)O_(3)、FeS、FeS_(2)。总压增大,腐蚀坑数量增多,且出现横向、纵向扩展,局部腐蚀程度加深,这是由于腐蚀产物FeCO_(3)、Fe硫化物与Fe_(2)O_(3)等氧化物对基体的保护不均匀。

测点布局对航空发动机总压畸变指数的影响

为了阐明测点布局对航空发动机进气总压畸变测试结果的影响,利用旋转总压测量耙对5种畸变流场的稳态和动态总压畸变成分进行了测试,计算了旋转总压测量耙位于不同位置时畸变流场的稳态周向总压畸变指数和动态总压畸变指数,分析了不同测点布局下总压畸变指数计算结果的偏差。结果表明:测量耙/测点与畸变流场的相对周向位置对总压畸变指数计算结果的准确性至关重要,对于所分析的5种畸变流场,增加测量耙/测点周向数目并不能使总压畸变指数计算结果的偏差单调减小,但可降低其对测量耙/测点周向位置的敏感度。基于畸变区域周向分布设计稳态总压畸变测量耙的周向位置,组合使用不同相对半径处测点对动态总压畸变进行监测,可提高总压畸变指数计算结果的准确性。

斜爆轰波总压规律及其在爆轰发动机分析模型中的应用

爆轰推进系统具有热循环效率高和燃烧速率快等优点,逐渐展露出将取代传统动力技术的趋势,在高超声速飞行器推进领域中具有广阔应用前景.对推进系统而言,气流总压损失需要尽可能小,从全解域出发研究斜爆轰波总压特性有利于在爆轰推进系统的概念设计阶段控制总压损失量值.文章关注于已经形成稳定的斜爆轰波面,将斜爆轰波视为有瞬时能量添加的斜激波,利用极曲线方法研究斜爆轰波总压损失问题.以波前法向马赫数作为爆轰波强度表征量,推导出斜爆轰波强度关系式,发现绝热斜激波强度最弱关系式同样适用于斜爆轰波.借用激波图解法,证明了斜爆轰波最小总压损失特性仍然存在,并进一步揭示了最小总压损失线会随着添加能量的增大而向更大的爆轰角偏移,而原本对称的总压损失规律被打破.此外,还获得了增加能量大小和诱导爆轰楔面角度对最小总压损失的影响规律,发现当获得的能量越多而楔面角度越小时斜爆轰波总压损失极值点越容易向更大的爆轰角偏移.最后,根据斜爆轰波总压特性,提出了一种可提高发动机总压理论上限的简化设计思路,斜爆轰波总压规律可为斜爆轰发动机的概念设计提供参考.

进口总压畸变在离心压气机中传播的非定常特性与时空演化过程

本文通过全周非定常三维CFD数值模拟方法研究了进口总压畸变在离心压气机中传播的非定常特性与时空演化过程。结果表明,主叶片在一个流动周期中通过畸变区域的过程是“低速流体团附着、沿伸、脱离”,分流叶片为“附着、扩大、消散”。畸变区造成的非匀速冲击使叶片承受较大的周期性交变应力,使得主叶片前缘对进口总压畸变引起的流场不均匀性更为敏感;总压畸变对离心叶轮中间叶高以下区域影响较小,但在靠近叶顶区域时,影响叶片压力面的静压分布,使其产生不均匀的压力波动;通过求解绝对坐标系下的时均流线,发现畸变主要影响叶展位置较大区域的流线,靠近叶顶区域的流线偏转程度较大,靠近叶根区域的流线最为均匀。

亚声速条件下总压探针临壁效应的数值研究

航空发动机在试验过程中要用到各种传感器,而探针作为一种接触式测量工具,势必改变流场内部的流动状态,影响测量准确性。为了研究壁面对总压探针的影响,基于数值模拟方法,研究四种不同结构(A型、B型、C型、D型)的总压探针在不同近壁距离条件下对流场及自身总压测量值造成的影响,并将数值模拟结果与文献实验结果进行对比。结果表明:相对近壁距离c/d越小,总压探针头部气流偏转越大,总压探针的测量误差越大,最大值小于1%;当c/d>3,总压测量误差趋近于0,说明近壁距离大于3倍探针外径时临壁效应消失;在同一工况下,四种结构的总压探针测量值受临壁效应的影响依次增大;被测流场流动均匀性减小,靠近总压探针支杆后方速度均匀度最小。

涡扇发动机进气总压畸变试验动态总压紊流度计算分析

通过对某型涡扇发动机进气总压畸变流场动态总压紊流度的计算,得到了在改变采样频率以及设计不同的数字滤波器对动态总压紊流度计算的影响结果,为分析和处理动态数据提供了一种方法。

组件组合方式对两相PDE总压损失和峰值压力影响

为了提高脉冲爆震发动机(PDE)的综合性能,在冷态条件下研究了螺旋钝体组件和扰流片钝体组件的总压损失,同时研究了它们在不同工作频率下的爆震波压力,将两者结合起来进行比较,确定相应组件的损失是有效总压损失还是无效总压损失。研究表明:激波反射器能反射、会聚强激波,增加爆震波峰值压力,因此它的总压损失大部分为有效损失;对于两相混气,平面火焰发生器和中心锥的总压损失基本为无效损失;总体上讲,螺旋钝体组件优于扰流片钝体组件。

网格式肋化通道换热与总压损失特性研究

通过两个实验模型,对矩形网格式肋化通道的换热与总压损失特性进行了实验研究。模型通道的两个宽边是由铝板机械加工而成的肋化壁,两个短边是由胶木板制成的绝热壁。肋化壁上肋与通道轴线所形成的锐角定义为肋向角α,第一个模型的两个宽边上的肋向角分别为45°和-45°(简称45/45模型);第二个模型两宽边的肋向角分别为45°和-60°(简称45/60模型)。两个模型的肋宽与肋间距之比t/p=0.25,肋间距与肋高之比t/e=0.30,肋高与通道高度之比e/H=0.50,即两个肋化壁的肋尖相互接触,从而形成网格式通道。实验表明当雷诺数在0.5×105～1.2×105范围内变化时,网格式内冷通道换热效果比光滑通道提高了5～9倍,但伴随的总压损失增加了3个数量级。

某型涡喷发动机进气总压畸变的试验研究

由可移动插板式畸变发生器产生进气总压畸变流场 ,以综合畸变指数评定流场畸变程度 ,试验研究了进气总压畸变对某型涡喷发动机气动稳定性的影响。试验确定了发动机的最大 (或临界 )综合畸变指数和总压畸变敏感系数。

肋的几何参数对网格式肋化通道的传热与总压损失特性的影响

通过10个实验模型研究了肋宽与肋间距之比t/p以及肋宽与肋高之比t/e对网格式肋化通道的换热与总压损失的影响。实验模型分为两组:第一组5个45/45模型是由两块肋向角分别为45°与-45°的肋化板形成的;第二组5个45/60模型是由肋向角分别为45°和-60°的两块肋化板形成的。模型的t/e分别为0.25,0.30,0.50,t/p分别为0.25,0.33,0.50。在雷诺数为0.5×105～1.5×105时,t/e=0.30与t/p=0.50的模型换热效果最好,但同时压损也最大。45/45模型与45/60模型的换热效果没有明显的区别,但后者的压损却是前者的近两倍。根据实验数据拟合得到了有关参数的准则关系式。

连续式风洞总压和调节阀相关性研究及其应用

调节阀作为连续式跨声速风洞总压的主要调节手段,其特性的好坏直接影响风洞流场性能,因此,分析建立调节阀和总压的相关性关系,并据此选取合适的调节阀及其组合具有重要意义。首先根据风洞压力调节系统的调压原理,结合调节阀的流量特性,建立了调节阀位置控制和风洞总压控制的对应关系,并进行了静态试验验证,然后基于建立的理论,针对0.6 m连续式跨声速风洞负压下流场稳定时间较长的问题,对阀门系统进行了优化改造,并进行了吹风试验。结果表明优化后的马赫数极曲线时间缩短40%~50%,大幅提高了试验效率,进一步证明了上述分析是正确有效的,可为连续式跨声速风洞调压系统的设计提供参考。

某型涡扇发动机进气总压畸变的试验研究

由可移动插板式畸变发生器产生进气总压畸变流场 ,以综合畸变指数评定流场畸变程度 ,分析了进气总压畸变对某型涡扇发动机气动稳定性的影响。得到了稳态总压场不均匀度与总压紊流度随插板深度及发动机转速的变化关系 ,确定了该型发动机的最大 (或临界 )

0.6m连续式跨声速风洞总压控制策略设计

总压作为连续式风洞控制系统关键指标之一,其控制精度及快速性对提高风洞试验效率、降低能耗具有重要意义。0.6m风洞为国内首座具备负压试验能力的连续式跨声速风洞,其试验工况多,压力范围广,针对该风洞压力特性,设计了总压控制策略,根据不同的压力工况确定不同的阀门组合控制方式;同时针对模糊PID对连续式跨声速风洞宽压力范围、多调节工况下压力控制适应性较差的问题,提出分段变参数加模糊PID相结合的控制算法,即先根据目标总压确定不同分段区间下基本合理的基准P、I参数,再结合模糊控制算法对基准参数进行修正。风洞调试结果表明,总压控制精度优于0.1%,控制策略能够有效满足不同工况的控制要求。

进口总压畸变对压气机性能及流场影响的机理研究

采用全三维非定常数值方法研究进口周向总压畸变对轴流压气机转子性能及内部流场的影响,数值结果表明进口周向总压畸变后不仅降低压气机的稳定裕度,也使压气机等熵效率减少。通过详细地分析压气机内部流场,揭示了进口周向总压畸变对该压气机转子性能及流场影响的机理,即进口周向总压畸变后,明显降低50%～100%叶展内的气流进气角。同时增强产生叶尖泄漏运动的驱动力,提前使叶顶间隙泄漏涡涡核破碎,造成高的堵塞,最终触发压气机失速。

总压畸变对小型风扇气动影响的数值模拟

利用全三维非定常数值模拟的方法,求解某小型风扇在进口单畸变区方波型总压畸变情况下的流场参数。详细分析了总压畸变对风扇流场参数的影响,并从幅频分析的角度讨论了总压畸变经风扇衰减,以及动静叶间干扰的现象。计算和分析结果表明,该方法可以清晰描述流场参数沿周向分布情况;进口周向总压畸变会引起进口参数的重新分布,造成高低压区边界上有明显的周向测流,并且其在经过风扇衰减的同时会引起总温畸变。另外,进口畸变度相同时,随着畸变角度增加,畸变扰动和叶列间干扰明显增强。

基于LabVIEW的大型超声速风洞总压测控系统设计与应用

采用NI公司的LabVIEW虚拟仪器技术,对某大型暂冲式超声速风洞总压测控系统进行了深入研究。针对风洞试验压力控制精度要求高、风险性大等特点,通过合理设计信号采集与处理方案和系统控制与安全策略。实现了总压的快速、精准调节和风洞的安全运行。主要介绍了系统的构成、信号采集与处理、控制策略及安全策略。实际应用表明,该系统具有调节快、精度高、稳定性好的特点,实现了基于LabVIEW虚拟仪器技术在大型超声速风洞总压测量与控制中的智能化高效运行。

溅射总压对氧化钒薄膜的结构及电致变色性质的影响

采用高频磁控溅射工艺制备了两种不同性能的Ｖ２Ｏ５薄膜，并研究了溅射总压对其微观结构、循环伏安特性及电致变色特性的影响．结果表明：当功率一定（３．８Ｗ·ｃｍ－２）时，在高气压沉积的Ｖ２Ｏ５薄膜中出现了微晶相，而在低气压沉积的薄膜中为非晶相．从循环伏安过程中实时记录的透过率变化曲线可见：随着Ｌｉ＋离子和电子的双重注入，薄膜在某一波长处的透过率前一阶段是增加或降低，而后一阶段却相反．含微晶相的薄膜上述现象更为明显，而且其储存Ｌｉ＋离子的容量也要大许多．应用能带结构理论定性地解释了Ｖ２Ｏ５薄膜复杂的电致变色现象．

进口总压畸变对亚声速轴流压气机流场影响数值研究

文章采用全三维定常、非定常数值模拟,计算3种不同周向总压畸变:1×120°、2×60°以及5×24°周向总压畸变对某亚声速轴流压气机总性能影响,并详细分析了总压畸变对压气机内部转子流场的影响。数值模拟结果揭示了:周向总压畸变对该压气机转子总性能影响不大,而对它的失速裕度影响较大;1×120°周向总压畸变,失速裕度损失最大,约有7%的裕度损失。2×60°以及5×24°周向总压畸变,裕度损失分别为3%和1.5%;畸变区与非畸变区边界上有明显的周向流动,且流动方向为从非畸变区指向畸变区内,当叶片进入畸变区时,叶片载荷减小,当离开畸变区时,叶片载荷增大;进口周向总压畸变使得堵塞流量减小,同时引起出口总温总压畸变。

低速轴流压气机进口总压畸变与旋转失速关联的实验研究

在低速三级轴流压气机实验台上自行设计了进口总压畸变发生装置,构造了稳态和动态测量方案,并对实验数据进行了详尽分析.着重研究了进口总压畸变对压气机特性及失速过程的影响.结果表明,压气机失速点不仅与畸变强度有关,而且与畸变方位也相互关联;适当进口总压畸变会诱发压气机在失速前产生大尺度扰动,但没有对失速频率构成影响.