带进气预旋的旋转空腔平均换热特性研究

某型发动机的实际涡轮盘腔冷却结构被简化成外缘预旋进气的旋转空腔模型，以实验方法研究了旋转雷诺数（Ｒｅω）、冷气雷诺数（Ｒｅｚ）、哥拉晓夫数（Ｇｒ＊）对主盘平均换热特性的影响。实验发现，旋转空腔内流态将由罗斯比数（Ｒｏ）判断。根据实验结果给出了计算主盘表面平均对流换热系数的经验关系式。

一种新型带轴向进气预旋调节器的离心式高炉鼓风机

介绍了一种新型的带轴向进气预旋调节器的离心式高炉鼓风机 ,指出了进气预旋调节具有与变转速调节类似的优越性 ;通过应用实例说明了这种调节方法节能效果显著 。

进气预旋调节在风机节能中的应用

介绍了进气预旋调节的节能原理及进气预旋调节装置的应用范围和使用方法。济钢第二炼铁厂热风炉风机应用叶栅预旋调节装置克服了变频调速范围窄、不宜用于低转速区调节的缺点,既满足了生产的需求,还节电30%左右,节能效果显著。

进气预旋对环形混合器混合排气系统气动热力性能的影响

为了明确混合排气系统内涵进气预旋角对环形混合器混合排气系统气动热力性能的影响,采用基于Navier-Stokes方程组的三维流场数值仿真方法对某环形混合器混合排气系统在不同进气预旋角工况下的流场进行了分析,并将结果同轴向进气的情况进行了对比.结果表明:内、外涵之间剪切层的厚度以及剪切层的扭曲程度随进气预旋角的增加而增大.在环形混合器混合排气系统出口处,随着进气预旋角的增加,热混合效率小幅升高,其中30°进气预旋角模型热混合效率为轴向进气模型的1.36倍;总压恢复系数和环形混合器混合排气系统推力逐渐降低,较轴向进气模型,30°进气预旋角模型总压恢复系数降低了0.003 4,而相对推力下降了0.081.

进口预旋对离心叶轮气动性能影响机理的研究

将理论推导和数值模拟相结合,对典型离心压缩机Eckardt叶轮流场进行分析,探讨了不同进气预旋对叶轮气动性能的影响;从叶片进口攻角、叶尖相对马赫数和流向压力变化的角度,阐述了预旋对内部流动以及气动性能的影响机理。结果表明:预旋角对进口攻角和叶尖相对马赫数同时产生显著影响,正预旋会降低进口来流的攻角及相对马赫数,使叶片前缘载荷降低、叶轮效率及稳定性提升;负预旋会提升叶轮的做功能力,使总压比上升;正预旋由于降低了叶片前部做功能力,使低压流体堆积到叶片中后部,导致总压比下降;叶轮最高效率受叶尖相对马赫数与进口攻角共同影响,若提升效率必须合理协调预旋对二者的影响。

旋转径向孔流动特性计算模型

为满足空气系统一维仿真分析的需要,深入分析了影响径向孔流动特性的主要因素,建立了针对旋转径向孔的计算模型。模型考虑进气预旋和轴向错流的影响,并利用Simulink建立其仿真模型,计算径向孔的流量系数和空气流量。利用文献中的试验数据对径向孔流动特性计算模型进行验证。结果表明:在相同条件下,模型的结果与试验结果的最大误差不超过6.2%,最小误差约为0.3%。径向孔模型准确可靠,可以作为空气系统一维计算中的通用模型使用,能有效地提高建模和计算效率。

冷气预旋诱导涡系重构气膜冷却机理研究

为了揭示不同进气腔配置诱导涡系重构对气膜冷却效果的影响,在圆柱形气膜孔的基础上研究了三种不同冷气腔结构以产生不同的进气预旋气膜冷却流动结构,并对三种冷气腔在吹风比分别为0.5、1.0、1.5、2.0的条件下进行了对比研究。结果表明:在低吹风比时,冷却气体出射动量小,三种进气方式的气膜冷却效率相当。随着吹风比的增加,进气预旋气膜冷却的优势逐渐显著。在吹风比为2.0时,原始进气冷却流体出射动量大且分布均匀,形成了强肾形涡,气膜冷却效率最低;第一种进气射流在孔上游形成一低动量区,该区域冷气与高温主流相互作用后绕开高动量区冷气射流后贴附壁面,在下游冷却效果明显;第二种进气冷却流体以单向旋涡的结构喷出,在下游形成一侧旋涡"压"着另一侧旋涡的流动形式,使被压旋涡中冷气更好地贴附壁面,射流侧向速度大,扩大了射流展向覆盖区域。相对于原始进气,第一种进气和第二种进气的平均绝热气膜效率,在吹风比为1.0时,分别提高了约10%和25%,在吹风比为1.5时,分别提高了约50%和550%。

进口导叶角对叶根失稳压气机流动失稳的影响

以一台航空高速压气机为研究对象,通过加装进口导叶调整压气机进气预旋角,采集失稳过程中的动态压力信号,观察不同导叶角度、流动失稳演化过程。结果表明:在负导叶角情况下,压气机由转子叶尖突尖波引起失稳;在零导叶角及较小的正导叶角情况下,由静子叶根区域的局部喘振诱发失稳;在较大的正导叶角情况下,静子叶根在节流过程中首先出现局部失稳,进一步节流导致叶尖旋转失速团出现,压气机完全失稳。分析认为,导叶角的增加通过降低反力度,调整了转静间的负荷分配,从而引起了失速初始扰动发生上述“转子突尖波-静子局部喘振-静子局部失稳”的转变。