改进型CLOR桨尖旋翼悬停状态气动噪声特性试验与预估分析

结合试验及数值模拟方法对具有改进型CLOR(CLOR-II)桨尖模型旋翼悬停状态气动噪声特性进行研究。在CLOR桨尖旋翼基础上,兼顾旋翼噪声特性和气动性能,对旋翼气动外形进行改进。为在获得高气动性能(大拉力)的同时限制旋翼气动噪声的过快增长,采用曲线前后掠组合、尖削及多种翼型分段配置等设计方法,以抑制跨声速流范围,达到降低气动噪声的目的。作为参考验证,文中还同时进行了相同实度的矩形桨叶、常规后掠新型桨尖的旋翼气动噪声特性的测量试验。考虑到传播距离和方向角(与桨盘平面的夹角)等因素对噪声辐射特性的影响,试验中对不同观测点的噪声进行了测量。同时为反映桨尖马赫数(压缩性)对旋翼噪声特性的影响,还测量了多种转速下的旋翼噪声特性。为充分分析新型桨尖旋翼的噪声特性,本文采用了基于CFD/Kirchhoff方法的旋翼噪声分析方法对试验中较难开展的高桨尖马赫数状态进行预估分析,分别给出了上述不同桨尖旋翼表面等马赫线、近场声压时间历程等跨声速流场细节。通过试验与数值分析,得出了关于CLOR-II型桨尖旋翼气动噪声特性的影响规律,与参考旋翼相比验证了该新型桨尖旋翼在提高气动性能的同时具有良好的噪声特性。

新型多翼式车载离心空调风机叶型的数值模拟分析及改型研究

针对车载空调系统中常用的多翼风机,利用三维造型软件进行几何建模,通过非结构化网格的离散化手段处理,运用计算流体(CFD)方法对机翼型叶片和单圆弧型叶片风机的内部流场分别进行了数值模拟计算,对比计算和试验结果,验证了计算方法的准确性,分析流场的压力及效率特性,并提出了新型的叶片型线,将新型的叶片计算结果同前两种叶型计算结果进行对比,通过空调通风试验风机的结果对数值模拟的结果作误差分析比较,结果表明,最佳工况点附近误差小于10%,模拟风机效率提升4.6%,充分说明改进叶片性能提高。

一种内置旋流叶片的新型旋风分离器

提出一种新型旋风分离器,与传统旋风分离器相比,在分离器内外涡旋交界面处设置一组沿气流旋转方向由内向外的旋流叶片,以阻挡含尘气流中的颗粒进入内涡旋区。基于CFD,采用雷诺应力模型与离散相的随机轨道模型,对分离器进行气固两相流动数值模拟,比较分析添加旋流叶片前后的分离器性能。对常规及添加旋流叶片的旋风分离器的压降、分离效率与入口气流速度的关系进行了试验研究。试验结果表明,与传统分离器相比,添加旋流叶片的旋风分离器在入口流速较小时,总效率提升明显;在入口流速较大时,添加旋流叶片后的分离器压降略有增大,分割粒径减小显著。添加旋流叶片使分离器的分离效率得到提升,对小粒径颗粒的分离效率提升作用尤为明显。

抛物线后掠桨尖旋翼悬停气动特性试验及理论分析研究

对一种新型桨尖旋翼开展了悬停状态气动特性的试验和理论分析研究。该旋翼桨叶截面选择OA翼型配置,桨尖为抛物线后掠加下反形式。首先,在旋翼台上测量了该旋翼在不同总距条件下的桨叶表面压强分布,并与数值计算的结果进行了对比。为进一步分析旋翼桨尖形式对悬停气动特性的影响,本文还计算了带不同下反角桨尖形式旋翼在相同工作状态下的桨叶表面压力分布。综合试验及理论分析结果,得到了一些有意义的结论。

气－液－固三相体系颗粒完全离底悬浮的临界搅拌转速

在机械搅拌槽中，使用翼形轴流桨（Ｋ４）、涡轮桨（ＤＴ）、６叶４５°斜叶桨（６ＰＴＤ、６ＰＴＵ）（排出流向下、向上），对低粘度物系气－液－固三相体系的颗粒完全离底悬浮的临界搅拌转速Ｎ_（ＪＳＧ）作了实验研究，阐明了不同搅拌桨结构下，悬浮液浓度及通气量对Ｎ_（ＪＳＧ）的影响规律。实验得出在相同的悬浮液浓度及通气量下，Ｋ４的Ｎ_（ＪＳＧ）最低。

新型小锯片烧结炉的研制

用新材料制作的金刚石小锯片烧结炉具有传热快、温差小、寿命长、节能省电等特点,是小锯片烧结工艺研究和小批量生产的理想设备。

新型趸船船底横卧式低速平水流发电系统设计

为解决趸船用电难、依赖柴油机发电、纵向水轮发电占用空间大的工程实际问题,设计1种横卧安装在趸船船底的垂直轴发电系统,并采用模型试验和数值模拟方法对其可行性和有效性进行验证,整个装置相互配合良好,发电效率高。这项技术节能环保,有利于推动水能利用问题的研究,设计方案可推广至江河其他水上平台,具有广阔的用途。

先进涡扇发动机空气系统与零件传热设计技术验证

本文简要介绍了中国燃气涡轮研究院在先进涡扇发动机空气系统与零件传热设计技术验证方面的研究情况,内容涉及发动机空气系统设计技术、零件热分析设计技术、涡轮叶片冷却设计技术及新型铸冷双层壳型高效涡轮冷却叶片设计中的关键技术。探讨了空气系统与零件传热设计技术中的设计计算方法、设计软件校核与改进、试验研究与参数测试、以及设计体系建设等问题,通过系统的模型、部件和发动机整机三个层次的试验验证,初步形成了空气系统与零件传热设计体系。

探索一种新型立轴式发电机组碳粉收集装置的设计研究

本文主要阐述了立轴式水轮发电机组在运行过程中产生的碳粉的危害,并通过大量的计算分析,验证加入一种新型碳粉收集装置的可行性,该装置较传统的碳粉吸风机有明显的经济性、可靠性,并大大减少后期维护工作量.通过本文,可以增进读者对这种新型立轴式发电机碳粉收集装置技术的应用了解.

新叶型空冷轴流通风机的系列化设计

本文在概要介绍常规轴流通风机几何相似条件的基础上,论述了新叶型空冷轴流通风机的几何相似条件及其系列(群)化设计方法,推荐了叶片宽度分挡,即不同宽度叶片的模具数量,并就增加轮毂的通用性提出了建议。

复合材料风电叶片新型一体式螺栓预埋结构测试研究

螺栓预埋型复合材料风电叶片是当前叶片行业发展的主流趋势。在产品制造过程中,该种结构的叶根端面很容易出现孔洞、气泡、富树脂层等质量问题。通过在原有预埋结构的基础上开发一种新型一体式预埋结构,解决上述问题,提高预埋叶型叶根质量。通过测试和试验结果证明:新型一体式预埋结构(玻璃钢楔形条及PVC楔形条)在设计结构、工艺适用性方面都能实现预期,在性能测试和质量改进方面具有更加明显的优势。

国外空冷轴流通风机的新进展

介绍了国外空冷轴流通风机的新进展,主要阐述了荷兰豪顿(Howden)公司的Z型和K型叶片的技术特点和意大利科菲姆科(COFIMCO)公司的叶片与轮毂柔性连接的试验结果。

核电650 MW汽轮机低压转子新型次末级叶片更换

国内某核电厂650 MW汽轮机组多次发生低压转子次末级叶片断裂事故,造成汽轮机损坏,机组被迫停机,严重影响核电站安全生产。汽轮机低压转子新型次末级叶片优化改型、生产制造完成后亟需现场更换安装。对首次新型叶片安装过程中遇到的问题进行汇总,并提出相应的缺陷处理办法。新型叶片更换后,机组启机运行效果良好,为同型汽轮机组叶片更换提供实践及理论参考。

一种新型增压风机与传统增压风机经济性比较

针对脱硫废水零排放增压风机大流量、低压力的特点,开发设计了一种新型静叶可调轴流风机,首先从新型静叶可调轴流风机的工作原理、性能特征及结构特点等方面进行了介绍,然后从风机性能,可靠性及经济性等方面与常规风机进行了比较,得出了选择新型静叶可调轴流风机为最佳方案的结论。

改进型CLOR桨尖旋翼气动特性试验研究及数值分析

通过风洞试验及数值模拟对具有改进型CLOR(CLOR-Ⅱ)桨尖的旋翼悬停和前飞状态气动特性开展研究。在CLOR桨尖旋翼试验及数值分析的基础上,考虑旋翼非定常流场特点,兼顾旋翼悬停和前飞气动性能,对旋翼桨叶的气动外形进行了改进,主要包括采用多种翼型优化配置以综合改善旋翼前行侧压缩性及后行侧桨叶失速特性,并考虑旋翼前飞状态对其桨叶动力学特性的需求,重新设计了桨尖前后缘的外形。在风洞中分别对3种旋翼进行多种状态条件下的试验研究,为从流动细节上获得不同桨尖旋翼的气动特性差别,采用计算流体力学(CFD)方法对试验状态进行了数值模拟对比。对更高转速状态进行模拟,结果表明相对于其他两种旋翼,CLOR-Ⅱ桨尖旋翼在改善跨声速特性和提高失速迎角等方面具有明显优势,而且综合提高了旋翼悬停和前飞气动性能。

新型桨尖抑制旋翼跨声速特性的影响分析

为研究不同形式的新型桨尖在抑制旋翼跨声速特性方面的作用,开展了多种桨尖对旋翼局部流动及气动特性影响的数值分析研究.发展了基于高效嵌套网格方法的旋翼流场高精度CFD求解方法.在此基础上,详细分析了桨尖外形对旋翼桨叶跨声速区域激波强度、激波诱导气流分离、桨尖涡尾迹及气动性能的影响.数值结果表明:桨尖的后掠和上反在缓解旋翼跨声速特性方面的作用相对较小;桨尖前掠和下反能更有效地减少桨尖外端跨声速区域,降低该位置激波强度并缓解激波-附面层干扰诱导的气流分离;后掠桨尖在减小旋翼反扭矩方面的整体效果良好,直线前掠桨尖在大桨盘拉力状态能够更有效降低旋翼扭矩(直线前掠30°时,扭矩降低达12.3%),桨尖下反可以有效抑制桨尖涡强度(抛物下反30°时,桨尖涡强度降低50%),并加快桨尖涡尾迹的耗散.

一种新型汽轮机空心静叶片制造工艺的研究

叶片是汽轮机的核心关键零件,传统叶片造型使用一整块材料锻造成型,加工困难。介绍一种新型的空心静叶片制造技术,该技术是将两个薄壁件焊接成叶片,然后将两成形薄壁材料在CO2激光、氮气保护环境下进行窄缝切割,得到所需的叶片引导气流的缝隙。重点研究了引导气流的缝隙激光切割的工艺参数选择,得到较为合理的窄缝激光切割的参数范围。实验结果表明,该叶片制造技术工艺简单、制造成本低廉,能够满足静叶片的制造要求。

新型桨尖旋翼气动与噪声特性对外形参数的敏感性分析

为了探究旋翼桨叶外形参数对旋翼气动及噪声特性的影响,本文采用基于运动嵌套网格的计算流体力学(CFD)方法和声学类比法的FW-Hpds方法分别开展了旋翼气动及噪声特性的数值模拟。流动数值模拟以Navier-Stokes(N-S)方程为基础,湍流模型采用一方程的S-A模型。对流通量采用高阶Roe-WENO格式提高旋翼非定常流场的模拟精度,采用隐式LUSGS双时间推进方法提高计算效率,通过开展前飞状态下SA349/2旋翼气动特性数值模拟,验证了旋翼非定常气动分析方法的有效性;噪声模拟采用基于可穿透积分面的FW-Hpds方法,并通过UH-1H模型旋翼噪声算例进行验证。在气动/噪声耦合方法的基础上,开展桨叶预扭及桨尖外形等参数敏感性分析。结果表明,所采用的CFD/FW-Hpds旋翼气动噪声计算方法能够有效模拟旋翼的气动和噪声特性,旋翼桨叶预扭转及桨尖外形等参数主要通过改变旋翼桨叶表面载荷分布对载荷噪声特性造成影响,其对厚度噪声的影响较小。