涡轮特性曲线优化与缸内直喷汽油机排气歧管匹配研究

分别采用4种方法优化了某涡轮增压器特性曲线,并将计算结果与输入的测量点数据进行了对比,确定了适合优化所用涡轮流量-压比曲线的最佳方法。利用AMESim软件建立了某汽油机整机热力学仿真模型,并对该发动机全负荷工况的主要参数进行了标定。将所得涡轮特性曲线用于该涡轮增压汽油机的排气歧管优化匹配研究中。结果表明,合理匹配排气歧管可以使该机中低速扭矩和燃油消耗率分别实现5.2%和5%的改善。

一种新型十级涡轮特性测试装置系统

介绍了自行研制的一种新型十级涡轮特性测试装置系统的特点、总体布置方案设计、基本组成部分的作用、试验项目和主要技术指标。测试示例表明，该系统测量涡轮特性参数准确可靠，是研究涡轮的关键设备。

基于元素势法的变比热涡轮特性研究

将元素势法运用于航空发动机燃气热力性质计算。在数值计算的基础上,重点研究了燃气热力性质随燃料种类、油气比、燃烧室压强以及反应物初温等因素的变化规律,并以组合动力装置双模态涡轮为对象,进一步探究了燃气的热力性质对变比热涡轮特性参数的影响,总结了双模态涡轮在不同油气比下涡轮特性之间的换算关系式。

聚簇孔机械深穿透微型单涡轮特性分析

为提高油气井产能,目前主要方法是水力压裂增油、增气技术,但压裂返排水存在层间泄漏和运移问题,会对区域水资源安全构成危害。为了解决该类问题,提出机械深穿透微型单涡轮驱动钻孔方案,在油气储层中形成若干聚簇孔,并设计5种微型单涡轮结构,采用CFD软件对不同特性参数和钻井液性质下的微型涡轮进行数值模拟。研究结果表明:5种微型单涡轮(A,B,C,D,E)的最大扭矩分别可达微型双涡轮最大扭矩的79.1%,69%,77%,90.4%,108.7%,最大效率值分别为40.8%,40.2%,41.7%,38%,40.5%,略低于微型双涡轮的最大效率45.46%;流量增加,微型单涡轮(E)扭矩和压差均显著增大,最大值分别为11.13 N·Fm和0.40 MPa,输出功率和效率随着转速增加,先增大后减小,在流量为1200 L/min时出现最大值,分别为2.43 kW和40.5%;钻井液密度增加,微型单涡轮(E)扭矩、压降、输出功率和效率明显增大,最大值分别为12.98 N·m,0.815 MPa,5.44 kW,39.7%,钻井液黏度增加,微型单涡轮(E)压降增大,扭矩、输出功率和效率均减小。分析研究认为微型单涡轮(E)能代替微型双涡轮,可提供良好动力。

燃气轮机涡轮特性计算方法

介绍一种计算燃气轮机涡轮变工况特性的方法，给出了主要公式、主要公式的推导、计算表格和气体动力函数的主要公式。采用气体动力函数为工具便于实现计算机编程。特性用折合参数形式表达，可通用于涡轮各种工况。与压气机特性一起可完成燃气轮机联合工作线计算，确定启动过程和变负荷特性，对于设计新的燃气轮机和研究在运的燃气轮机是必不可少的。本方法曾用于工厂燃气轮机设计计算。

基于CFX的某型航空发动机燃气涡轮特性计算

使用CFX软件对某型航空发动机的燃气涡轮进行特性仿真计算,计算结果表明,该燃气涡轮性能平坦、工作范围宽,能满足某型发动机的设计指标。仿真计算结果可以为发动机的改进设计提供重要的参考。

1+1/2对转涡轮对双轴混排涡扇发动机整机特性影响的研究

为了研究1+1/2对转涡轮对双轴混排涡扇发动机整机特性的影响,通过对1+1/2对转涡轮特点的分析,提出了1+1/2对转涡轮的特性描述和在整机特性计算中使用方法,并将该1+1/2对转涡轮特性用于双轴混排涡扇发动机性能计算程序中,计算获得了对转涡扇发动机的节流特性,并通过与使用传统涡轮的发动机特性进行对比,获得了1+1/2对转涡轮对发动机整机匹配机理的影响。结果表明:计算获得的对转涡扇发动机性能与实验数据对比,计算精度满足工程应用要求;该对转涡扇发动机在设计点附近工作良好,但在核心机节流至70%设计转速时,对转涡轮引起整机性能发生明显恶化。

航空发动机涡轮特性转换方法

针对以落压比为横坐标,流量与效率为纵坐标,并按不同等转速线区分所表示的涡轮特性在涡轮处于临界状态时换算流量几乎保持不变,使得在航空发动机数学模型中应用该形式涡轮特性通过插值求解共同工作点时存在计算效率降低的不足,根据相似理论及等熵条件下涡轮膨胀功与落压比对应关系,推导了涡轮落压比、涡轮效率与涡轮当量功的关系,并结合抛物线插值方法给出了向以转速为横坐标,涡轮当量功与效率为纵坐标,并按不同等流量线区分所表示的涡轮特性转换方法。实例转换计算表明:采用所提出的转换计算方法,可有效解决以往涡轮特性插值流量基本不变的局限,并且两种格式的涡轮特性转换相对误差小于0.65%,满足工程要求。

某型轴流涡轮喷嘴冲角特性研究

涡轮的流量特性和效率特性,对涡轮与柴油机的匹配有重要影响。文章中保持涡轮边界条件相同,改变轴流涡轮喷嘴的冲角,并采用三维数值模拟,对某型轴流涡轮喷嘴冲角特性进行了数值计算和流场分析。结果表明,发动机两个工况下,在-40°-50°冲角下,涡轮内气体流动稳定,流量收敛,在-40°-40°范围,涡轮流量值相差不到0.4%;两个工况下涡轮最高效率冲角约为-30°,增加或降低该冲角,涡轮效率逐渐下降,工况越低,效率变化越明显。

航空发动机涡轮流场仿真与涡轮功计算

针对航空发动机涡轮功热力分析法的不足,将计算机流场仿真与力学分析相结合,推导出了单位时间内燃气对涡轮做功的计算公式,并进行了仿真计算。结果表明,该公式不仅与燃气流场参数有关,还与涡轮转速、几何结构等有关,更适合于涡轮特性分析与结构设计。

可变截面涡轮性能试验研究及流量特性预测

为了对某型可变截面涡轮的实际性能进行研究,给后续的可变截面涡轮自动化控制奠定基础,通过对某型号可变截面涡轮进行性能试验,得到该型号涡轮流量特性和效率特性的试验数据。在此基础上,提出了一种预测变截面涡轮流量的计算方法,并给出了该方法的求解过程。将此方法与试验数据相结合确立了某种型号可变截面涡轮的流量随工况变化的关系,并由这种关系预测了几个不同工况下可变截面涡轮的流量特性。试验证明,这种方法是方便可行的,并且具有较高的精确性。

随钻涡轮仿真器系统设计

目前涡轮发电机已成为井下随钻测量技术(MWD)的标准配置。为保障其工作可靠性,以涡轮特性为研究对象,建立随钻涡轮仿真器以永磁同步电机为主的Simulink模型,对MWD涡轮发电机系统及其工作特性进行仿真设计和研究。搭建了以TMS320F28335为核心的永磁同步电机控制仿真系统,在不同流量下对Simulink模型和系统进行测试,电机转速的输出性能与涡轮特性一致,完成了基于直流电机和DSP的涡轮仿真器设计;比较了直流电机与涡轮模型输出特性,在试验中经过测量得出,当输入流量为5~11 L/s时,涡轮的输出特性有很好体现,由此验证了涡轮仿真器的正确性。所得结论可为涡轮机的后续研究提供参考,对现场操作具有指导意义。

1+3/2无导叶对转涡轮设计特点分析

无导叶对转涡轮的结构形式是减轻发动机质量、提高发动机推重比的有效技术途径之一。以现有1+2对转涡轮为平台,在保持总体性能参数不变的前提下,进行了1+3/2无导叶对转涡轮初步设计,并对无导叶对转涡轮的设计特点进行了分析。研究结果表明,1+3/2无导叶对转涡轮设计中必须以合适的高压涡轮为基础;其低压涡轮特性与常规涡轮的基本一致,第1级低压涡轮转子叶片在各工作状态下效率水平均较高。

局部进气ATR涡轮性能影响因素数值模拟研究

为研究局部进气条件下ATR涡轮内的流动特性,对局部进气涡轮进行定常和非定常数值模拟。定常计算采用冻结转子方法,改变动叶与静叶的周向相对位置研究涡轮内流场特征;改变进气扇区布局、进口参数和局部进气度,研究其对涡轮性能的影响。研究结果表明,对于给定局部进气度,进气扇区整体布局时,涡轮性能的优越性最大;在局部进气ATR涡轮的设计中,需要综合考虑流量、效率和功率3个因素来决定局部进气度。不同位置定常流动结果的平均值与非定常流动的时均值存在差异,非定常计算更好地展示了静叶尾迹和流动积累效应的影响,因而更加可靠。

一种车用涡轮增压器涡轮绝热效率测量的新方法

在传统的涡轮效率测量方法的基础上,提出了一种效率测量的新方法,这种新方法采用辅助增压器来替代传统的冷却器实现压气机的自循环加载。利用一维仿真计算和试验的手段对这一新方法的可行性进行了模拟计算,试验和计算结果表明这一新方法较之于传统的方法,拓宽了涡轮效率特性测量的范围。试验台因为去掉了体积较大的冷却器和整套循环水路而变得更加简单紧凑,试验的操作也更加的方便,为涡轮的设计、生产和增压器与发动机的匹配提供了一种有效的试验手段。在一维仿真计算的基础上,分析了辅助增压器选配的原则,提出了一种辅助增压器的选配方案,这种新方案可使被测涡轮工作在高转速大负荷工况时,辅助增压器耗功水平提高60%。

预测舌形挡板变截面涡轮性能的数学模型及应用

本文运用蜗壳流动一维模型和稳定流动涡轮特性 ,建立了计算叶轮特性的数学模型 ,推导了预测单舌型档板变截面涡轮性能的数学模型 .计算实例表明 。

航空发动机调导叶涡轮结构性能分析

对航空发动机调导叶涡轮结构性能进行分析,在提高航空发动机使用效率方面具有重要意义。传统的分析方法主要通过固定的参数对发动机调导叶涡轮结构性能进行分析,导致存在性能分析不准确的问题,提出涡轮损失计算模型的航空发动机调导叶涡轮结构性能分析方法,通过建立涡轮导叶可调时涡轮损失模型,在上述模型基础上,计算涡轮导叶角度可调时涡轮损失的变化,进而得到了导叶调节对涡轮特性的影响。仿真结果证明,采用提出的Dunham&Came模型的可调导叶涡轮特性估算方法,证明下列规律的正确性。随着涡轮角度的逐渐开大,涡轮的单位输出功变大;无论涡轮导叶角度开大或者关小,均导致涡轮损失的上升,涡轮效率的下降。

双轴发动机特性计算的收敛

本文提出了符合发动机物理模型的多变量非线性方程组的降阶处理方法,与其它各项措施相配合,可以使双轴涡喷、涡扇发动机在任何飞行状态和任何油门位置下的稳态特性计算以及在任何飞行条件下从慢车到最大状态的加速过程计算都能获得比较满意的结果。

涡轮增压器与柴油机的匹配

本文基涡轮增压柴油机的教学、实验及运行资料,着重阐明废气涡轮增压器与柴油机匹配的基本方法以及柴油机与压气机、柴油机与涡轮机的匹配特性.这提供了柴油机与增压器实现良好匹配的基架.

组合动力装置双模态建模方法研究

为建立适用于组合动力装置的双模态数学模型,研究了燃烧室及涡轮适用于富油工况的建模方法。以化学平衡计算的方法对燃烧室出口燃气模型进行预测,根据燃气组分迭代求解燃烧室出口参数;从相似理论出发,研究涡轮特性在富油工况下的外推方法。研究结果表明:该燃烧室建模方法的计算结果与传统的拟合公式计算结果在贫油工况下吻合度高,且适用于富油工况;直接将涡轮特性应用于富油工况会引入10%左右的误差,需要根据燃气热力参数进行修正;若应急动力模式采用富油燃烧,经济性降低,但可以在一定程度上提高组合动力装置的功重比以及战斗机的续航能力。