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透平封严结构及端壁泄漏的流动与传热特性研究

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透平封严结构及端壁泄漏的流动与传热特性研究

作者：周国宇清华大学

学位级别：硕士

随着技术的进步,燃气轮机透平进口温度越来越高,在有效提高机器循环效率的同时也给燃机中各高温部件的冷却提出了更高的要求,因此很有必要对燃机各高温部件进行精细的冷却设计。透平的第一级静叶直接面对燃烧室出口高温燃气的冲击,对其... 详细信息

随着技术的进步,燃气轮机透平进口温度越来越高,在有效提高机器循环效率的同时也给燃机中各高温部件的冷却提出了更高的要求,因此很有必要对燃机各高温部件进行精细的冷却设计。透平的第一级静叶直接面对燃烧室出口高温燃气的冲击,对其进行充分有效的冷却保护尤为重要。本文主要研究燃烧室和第一级静叶平台之间槽缝泄漏流的冷却作用。这部分气体的传统作用是密封和防止高温气体入侵燃机内部结构。这部分密封气体本身温度很低,其冷却作用不可忽视。本文的思路是对其进行充分利用,在保证密封效果的同时将其冷却效果最大化,对透平第一级静叶进行更安全高效的冷却保护。为了寻找对槽缝泄漏流进行有效控制的方法,本文首先对密封的流动机理进行了研究分析。迷宫密封作为一种很常用的非接触式密封,其密封机理对于其他非接触密封结构有借鉴作用。本文通过实验测量了密封的泄漏量,并通过数值计算模拟了高低齿型迷宫密封的内部流动结构。在对比不同节流间隙、压比、转速等因素后,提出了两个影响密封泄漏性能的关键因素:节流过程的有效流通面积和节流间隙前后的压差。在之后改进透平槽缝密封泄漏分布的研究中,充分利用了这两个因素。本文对燃烧室静叶平台间槽缝泄漏流的流动结构进行了模拟,并分析其流动特点。槽缝泄漏可类比为一种结构特殊的迷宫密封泄漏。可采用控制迷宫密封泄漏的方法控制槽缝泄漏,最终达到改善其冷却特性的目标。通过斜齿限流、槽缝进出口台阶绕流、槽缝内部喷管结构和改变槽缝缝宽周向分布等方法的尝试,在应用上文提到的改变流通面积和槽缝进出口压差两种思路后,得出了较原始均匀槽峰结构冷却效果更强的槽缝结构。通过对实际工况下槽缝出口流量分布进行两次槽缝线型调整后,优化槽缝结构能有效改善静叶前缘压力面附近端壁的冷却效果,同时槽缝流量下降了12%,节省二次空气用量有利于提高整机效率。

关键词：燃气轮机静叶平台与燃烧室接缝密封泄漏流冷却作用端壁槽缝结构改进

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高低齿迷宫密封泄漏量实验及计算分析

工程热物理学报 2015年第9期36卷 1889-1893页

作者：周国宇王旭东林智荣袁新清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

本文通过数值计算模拟了高低齿型迷宫密封的内部流动结构,对比了不同压比和转速下密封性能的变化,同时通过实验验证了模拟结果。实验和计算结果表明,密封的泄漏量随压比的升高而变大,并在一定压比范围具有较好的线性相关性。当转子转速... 详细信息

本文通过数值计算模拟了高低齿型迷宫密封的内部流动结构,对比了不同压比和转速下密封性能的变化,同时通过实验验证了模拟结果。实验和计算结果表明,密封的泄漏量随压比的升高而变大,并在一定压比范围具有较好的线性相关性。当转子转速比较低时,转动对泄漏量影响不明显;当转速超过某个临界值的时候,泄漏量会随转速的增加而减少。这个临界值的大小与密封的结构、压比等因素有关。通过对密封内部流场结构的分析,提出了初步的优化方案,其中的核心思想是提高间隙节流的强度和动能耗散的速度。

关键词：高低齿迷宫密封内部流动结构泄漏量测量优化结构

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韩国海军装备的现状与特点

现代兵器 2004年第1期 5-7页

作者：周国宇

20世纪70年代初,韩国海军还几乎没有本国建造的舰艇,只有几艘从美国租借来的驱逐舰、护卫舰和巡逻护卫舰,再加上巡逻护卫艇、猎潜艇、近海护航艇、沿海扫雷艇、坦克登陆艇、中型登陆舰等舰种,总兵力还不到2万人。但如今,韩国海军已拥有... 详细信息

20世纪70年代初,韩国海军还几乎没有本国建造的舰艇,只有几艘从美国租借来的驱逐舰、护卫舰和巡逻护卫舰,再加上巡逻护卫艇、猎潜艇、近海护航艇、沿海扫雷艇、坦克登陆艇、中型登陆舰等舰种,总兵力还不到2万人。但如今,韩国海军已拥有军舰200艘,总吨位达15万吨;海军兵员33000人,海军陆战队24000人,此外,还有预备役9000人。虽然其总数只有陆军兵力56万人的十分之一左右,但韩国海军的发展速度不得不令我们感到惊叹。

关键词：韩国海军装备军队船舶舰艇导弹驱逐舰军用船潜艇热力发动机燃气轮机水面战斗舰艇快艇船艇登陆艇反舰导弹

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俄罗斯SPP-1M水下手枪

现代兵器 2002年第12期 27-29页

作者：周国宇

1989年12月,前苏共中央总书记戈尔巴乔夫和美国总统乔治·布什在地中海的马耳他岛海滨的一艘轮船上,举行了象征冷战结束的首脑会谈。会谈期间,由苏联的16名蛙人战士担任水下安全警戒任务,他们手中拿的是完全不为外界所知的APS水下突击... 详细信息

1989年12月,前苏共中央总书记戈尔巴乔夫和美国总统乔治·布什在地中海的马耳他岛海滨的一艘轮船上,举行了象征冷战结束的首脑会谈。会谈期间,由苏联的16名蛙人战士担任水下安全警戒任务,他们手中拿的是完全不为外界所知的APS水下突击步枪和SPP-1M水下手枪。直到这时美国情报机构才意外地发现苏联军队拥有水下格斗武器,并已装备部

关键词：击针孔扳机护圈突击步枪 SPP-1M 左轮手枪枪管特种部队击发机构弹头战斗部俄罗斯

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计算机远程控制技术在企业的应用

化工安全与环境 2014年第32期27卷 4-6页

作者：周国宇中海油田服务股份有限公司钻井事业部河北三河065201

概述了企业计算机支持服务目前存在的问题，并提出采用远程控制的举措，介绍了一些可行的远程控制软件和Vpro技术，并分析了采用远程控制技术的安全问题和应对措施。

关键词：远程控制 Vpro技术计算机

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朝鲜的海军实力与海上情报活动

现代兵器 2004年第2期 2-3页

作者：周国宇

本文根据日本资料编译而来,本刊刊登此文并非赞同其观点,内容仅供参考。

关键词：海军军队小型潜艇朝鲜特种部队北海道日本清津朝鲜人民军导弹快艇导弹艇实力力量

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跨音压气机动叶落后角模型修正方法研究

工程热物理学报 2024年第9期45卷 2605-2611页

作者：王啸宸任晓栋李雪松顾春伟阙晓斌周国宇清华大学能源与动力工程系北京100084 中国联合重型燃气轮机技术有限公司北京102209

本文基于S1流面平均流线曲率变化规律,提出了一种用于跨音动叶落后角修正的理论方法。经典亚音叶栅落后角模型与跨音修正方法缺乏激波结构参数的指导,在气流折转与做功能力预测方面误差范围较大。本文以经典的跨音修正思想为基础,将亚... 详细信息

本文基于S1流面平均流线曲率变化规律,提出了一种用于跨音动叶落后角修正的理论方法。经典亚音叶栅落后角模型与跨音修正方法缺乏激波结构参数的指导,在气流折转与做功能力预测方面误差范围较大。本文以经典的跨音修正思想为基础,将亚音与跨音条件下的落后角差异描述为S1流面波后横向压力梯度驱动下的平均流线曲率变化的结果,建立了设计点附近跨音流动落后角的理论模型以及经验公式。上述方法应用于自主开发的流线曲率法二维通流计算程序中,针对某多级轴流压气机开展第一级跨音动叶(R1)的落后角修正研究,获得了与试验数据及CFD计算结果吻合良好的预测效果。

关键词：轴流压气机跨音动叶落后角模型通流分析

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