涡轮排气管对箭底流动结构和气动加热的影响

以安装涡轮排气管和无涡轮排气管的四喷管液体运载火箭为研究对象,通过数值模拟的方法对箭体底部流动结构和气动加热展开分析,研究了涡轮排气管对箭底流动结构和气动加热的影响规律。基于三维多组分Navier-Stokes方程、RNG k-ε两方程湍流模型、热辐射方程,采用2阶迎风TVD格式离散,建立了运载火箭高空飞行阶段的燃气射流模型,将数值结果与实验数据进行对比,验证了所选用的模型和计算方法的有效性。研究表明涡轮排气管可以改变箭底温度场和流动结构;随着海拔高度的升高,涡轮排气管可以有效地降低箭底对流热流密度,从而起到降低温度的作用;相比于无安装涡轮排气管的运载火箭,箭底近壁面中心区域的压强略有降低,且有向涡轮排气管安装区域膨胀的趋势。

排气涡轮基于顺序流固耦合传热数值模拟研究

针对某四缸发动机涡轮增压器排气涡轮在高温及废气气动载荷、离心载荷下的综合数值模拟研究,该数值模拟联合计算流体动力学和有限元分析进行顺序流固耦合传热分析。首先利用STAR CCM+精确模拟计算涡轮增压器排气涡轮的温度场、表面压力场、壁面传热系数分布,将其作为第三类边界条件和压力载荷映射到排气涡轮有限元模型上。通过ABAQUS进行稳态热传导数值模拟,计算出排气涡轮有限元模型网格所有节点的温度场和表面温度,将计算所得的温度场作为预定义场进行热应力分析,最后结合气动载荷和离心载荷进行综合应力分析。

径流式涡轮排气扩压器流动性能模拟研究

本文研究了径流式涡轮排气扩压器特性对涡轮增压器与中速柴油机匹配性能的影响。在研究过程中，假定排气扩压器的气流为一元准稳定不可压缩气流，试验装置采用压缩气源供气。根据相似理论模拟中速柴油机排气的气流状态进行内壁为直线型面（定为Ａ型）及内壁为曲线型面（定为Ｂ型）这两种型面的扩压器模拟试验。计算和试验结果表明：（１）不论Ａ型或Ｂ型排气扩压器都能改善径流式涡轮的性能，从而提高涡轮效率及涡轮增压器总效率；（２）当扩张角较大时，Ｂ型扩压器因有较高的扩压器效率及压力恢复系数，其性能优于Ａ型扩压器，这将更有利于改善涡轮增压器与中速柴油机的匹配性能。

柴油机增压器涡轮排气壳试验研究

我国引进增压器已基本上实现了国产化。现在对该产品的进一步消化和改进提高已提到日程上来。对增压器涡轮排气壳的改进试验研究就是其中的任务之一。 本研究用VTR251涡轮增压器的涡轮排气壳为试验模型。试验在吹式风洞上进行,由于模型就是实物,因此,几何相似、动力相似条件都得到满足。

涡轮后排气接管砂型铸造工艺数值模拟及优化

铸造是现代装备制造业的基础技术,传统的基于试错法和经验设计的铸造工艺确定成本高、周期长、废品率高。本文以广西桂冠机械有限公司的E12J4-1008203A涡轮后排气接管为研究对象,采用PRO/E三维建模软件对涡轮后排气接管进行实体建模及砂芯等的设计,利用ProCAST对涡轮后排气接管砂型铸造进行模拟仿真和工艺优化。本文的研究解决了涡轮后排气接管铸造生产成品率低、内部缩孔缩松缺陷过多等问题。

某涡轮后排气接管消失模铸造数值模拟及工艺改进

铸造是现代装备制造业的基础技术,传统的基于试错法和经验设计的铸造工艺确定成本高、周期长、废品率高,对铸造过程进行仿真模拟可以缩短产品生产周期,减少铸件缺陷,确保产品质量。针对广西桂冠机械有限公司的生产需要,文章对涡轮后排气接管采用Pro CAST铸造模拟软件对涡轮后排气接管进行消失模铸造数值模拟,得到了充型过程和凝固过程的仿真结果,由分析结果明确了铸件顶部会产生缺陷,针对所产生的缺陷增加冒口进行工艺改进,再次模拟分析铸件缺陷消失,证实了工艺改进的有效性。

某涡轮后排气接管砂型铸造工艺设计

涡轮后排气接管是汽车上连接增压器与消声器的连接管,本文主要探讨在现有的砂型铸造生产方式下涡轮后排气接管砂型铸造工艺设计,主要对砂型铸造的浇注系统、冒口及冷铁、砂芯进行设计,并针对该零件选择合适的砂芯材料及制芯机,该铸造工艺设计通过试验后生产出合格铸件。

排气型涡轮流量计与传统式涡轮流量计对比分析

大庆外围油田产油井脱气严重,井筒内流体运移时滑脱现象明显,严重制约了产液剖面测井精度。针对上述问题,选用了排气型涡轮流量计,分析了排气型涡轮流量计工作原理,在葡萄花油田进行了对比测试研究。测试结果表明,排气型涡轮流量计排气效果显著,消除了井筒内脱气、地层产气造成的涡轮转速失真现象,测试地层产液结果精确度较高,对地质部门调整注采剖面具有较大的指导意义。

ZN310A4增压器涡轮排气壳裂损原因及解决措施

针对ZN310A4增压器涡轮排气壳裂损问题,从增压器涡轮排气壳与底座支架结构入手进行了分析,提出了新的设计方案和安装工艺措施,收到了较好的运用效果。

某异形涡轮壳加工工艺难点分析及解决方案

涡轮壳是涡轮增压器的主要零件之一,直接连接发动机的排气管,处在高温、高压和高速运转的工作状态下,工作环境恶劣,工作要求苛刻,因此对涡轮壳制造的材料、零件的结构尺寸和加工技术都提出了较高要求。主要分析某型号带排气管涡轮壳的机械加工工艺难点,充分利用现有的设备和加工条件,合理选择加工路线,设计夹具刀具量具,选择加工参数,采取多种保证精度的有效措施,解决该类复杂结构的涡轮壳制造工艺技术的难点并保证关键特性尺寸要求,最终确定并验证了工艺路线。在保证质量的前提下,显著提高了生产效率,产品合格率达到99%,为同类型产品加工提供了新的思路和加工经验。

广义回归神经网络在燃气轮机排气温度传感器故障检测中的应用

燃气轮机电厂实际运行中,涡轮排气温度是一个重要的热参数,其传感器的状态直接影响到排气温度观测值。应用广义回归神经网络(general regression neural network,GRNN)构建了涡轮排气温度传感器状态自动检测用的网络,并从网络的最优化设计、误差控制及网络实际效果检测等方面进行了分析和研究。同时,提出传感器状态判断阈值的建立方法。以某厂实际使用的排气温度传感器为实例进行了验证,证明所建立的GRNN网络对机组传感器的状态检测有较好的工程应用价值。

调整起动电流对涡轮发动机起动影响分析

某直升机发动机起动时频繁出现二次点火,易造成发动机涡轮间富油,导致涡轮间排气温度偏高,而且起动发电机较长时间工作于低转速的起动机状态,起动电流产生的热量无法及时散出,降低其使用寿命,甚至损坏起动发电机。针对此问题,设计了新的起动供电电路,通过降低起动供电电流,延长点火窗口期时间,有效避免了二次点火的情况,降低了起动发电机过载运行时间,提高了直升机的可靠性和维护性。

基于正交试验的低速机增压器涡轮排气壳性能优化研究

为提升船用低速机涡轮增压器性能,对增压器涡轮排气壳底部流道结构进行参数化,设计并开展了以效率为优化目标的四因素三水平正交试验优化设计和增压器整机性能试验。首先,采用CFD数值模拟方法对不同参数组合的涡轮气动性能进行了计算,然后对涡轮排气壳底部流道结构参数开展了灵敏度分析,同时针对不同参数组结构开展了内部流场对比分析,明确结构因素对流动的影响机理;在此基础上对优化后方案开展了涡轮特性分析,最后在低速双燃料机平台上开展增压器整机试验验证。分析研究表明:在涡轮进气壳、喷嘴环和涡轮叶片等通流部件结构不变的前提下,涡轮排气壳排气方向轴向长度对涡轮整级效率的影响最大,优化后效率明显提升,设计点总压损失系数降低0.3874,静压恢复系数提升0.537,总静效率提升1.85%,其余工况总静效率最大提升2.4%。试验结果表明:优化后涡轮增压器整机效率在主机燃油模式和燃气模式下的全工况范围内效率均有提升,最大提升幅度分别达到1.4%和2.1%,涡轮性能和增压器整机性能改善明显。

脉冲燃烧风洞及其在火箭和超燃发动机研究中的应用

近期美国X-43A的飞行试验数据表明脉冲式风洞能够预测飞行性能。中国空气动力研究与发展中心(CARDC)20多年来一直在发展各种脉冲燃烧风洞技术及其在火箭高空羽流、超燃发动机研究中的应用。典型的四喷管火箭底部挡板采用涡轮废气排气方案能大大减少底部热流,这是脉冲式风洞的成功应用成果;在60～80ms脉冲燃烧风洞中首次进行了室温煤油燃料的超燃模型发动机试验,测量了发动机内流道中壁面压力和发动机推力,比较了脉冲式风洞和连续式风洞的试验结果。研究表明:在M=5、6试验条件下,煤油自发点火延滞时间约4ms,因而工作时间为60～80ms的脉冲燃烧风洞能够十分经济奏效地进行超燃模型发动机研究。笔者亦介绍了正在研制中的大口径脉冲燃烧风洞方案。

液体火箭发动机喷管内加质流场的数值模拟

本文对将液体火箭发动机涡轮排气引入喷管所形成的加质流场进行数值模拟，求解多种气体混合流动的三维Ｎ－Ｓ方程，预示了加质发动机的性质，结果表明：将涡轮排气引入喷管不仅可以用于壁面的冷却，而且还有利于发动机性能的提高。

Z8170Z_LC型系列柴油机开发

本文简要介绍Z81 70ZLC型柴油机的研制开发 ,该机在保持Z61 70ZL 型柴油机主要技术性能、结构的基础上进行了设计开发 ,特别是通过MIXPC涡轮增压排气系统匹配性能试验研究 ,使该机型的主要技术指标达到了设计要求 。

大涵道比涡扇发动机涡轮监视温度容错解析

提出了对大涵道比涡扇发动机涡轮监视温度的容错解析方法,以避免由于涡轮监视温度传感器故障造成的发动机控制降级,或未检测到故障导致发动机超温.解析方法包含两种:一种是基于涡轮排气总温的解析方法作为主解析方法;另一种是基于空气流量模型的解析方法作为余度解析方法,用于在主解析温度与测量温度差异较大时进行比较取真.使用发动机试车数据进行了方法验证,结果显示:主解析方法的稳态计算误差不超过0.33%;余度解析方法的稳态计算误差不超过0.8%.这表明两种解析方法都是有效的,可以用于发动机容错控制.