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高压涡轮封严冷气对主流气动性能的影响

航空动力学报 2018年第5期33卷 1215-1225页

作者：张伸展温风波赵志奇崔涛王松涛哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 中国航天科工集团有限公司第三研究院北京空天技术研究所北京100074

为研究涡轮轮毂封严结构的加入对高压涡轮主流流动的影响,运用数值模拟方法,对无封严冷气喷入的原型和四种封严结构下一级涡轮动静叶的主流流动特性进行细致研究。为保证数值计算的准确性,进行了网格无关性分析和数值方法可靠性验证。... 详细信息

为研究涡轮轮毂封严结构的加入对高压涡轮主流流动的影响,运用数值模拟方法,对无封严冷气喷入的原型和四种封严结构下一级涡轮动静叶的主流流动特性进行细致研究。为保证数值计算的准确性,进行了网格无关性分析和数值方法可靠性验证。研究结果表明:封严结构的加入会降低涡轮动叶效率和级功率,封严冷气射入主流后,冲击主流边界层内的流体,使得局部区域流动发生改变。主流在封严出口处发生流动分离,增大了静叶能量损失,同时影响静叶和动叶流道中通道涡的发展,造成动叶端区流动结构的变化并引起掺混损失。覆叠封严具有的弯曲的封严内部结构,对主流气动性能影响较弱。

关键词：高压涡轮封严主流流场动叶通道涡气动性能

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轮毂封严气体对高压涡轮二次流动的影响

推进技术 2006年第6期27卷 515-520页

作者：周杨牛为民邹正平刘火星李维北京航空航天大学航空发动机气动热力重点实验室北京100083 哈尔滨东安集团航空发动机研究所黑龙江哈尔滨150066 中国航空动力机械研究所湖南株洲412002

利用数值模拟手段研究了高压涡轮转静子交接处封严腔中气体对涡轮内部流动结构及涡轮性能的影响。分别对没有冷气和冷气流量比例分别为1.1%,2.2%,3.75%和4.5%五种不同的情况进行了计算,并对比分析了有无冷气时流场中的流动情况和二次流... 详细信息

利用数值模拟手段研究了高压涡轮转静子交接处封严腔中气体对涡轮内部流动结构及涡轮性能的影响。分别对没有冷气和冷气流量比例分别为1.1%,2.2%,3.75%和4.5%五种不同的情况进行了计算,并对比分析了有无冷气时流场中的流动情况和二次流的发展过程。结果表明封严腔中冷气射入主流对涡轮性能和流场结构都有较大的影响,导致了涡轮做功能力下降,效率降低,特别是对转子根部的影响最为明显。冷气流量的加大会导致转子负攻角的加大,对吸力面的流动分离有抑制作用,但负攻角过大会导致压力面发生分离。在涡轮叶型的设计中,必须对封严泄漏气体的影响加以考虑。

关键词：封严高压涡轮二次流动数值仿真

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旋转对小间隙篦齿-蜂窝结构封严特性的影响

南京航空航天大学学报 2008年第2期40卷 142-145页

作者：纪国剑吉洪湖曹广州南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

在不同旋转速度、气动参数及衬套结构下，对两种齿型的篦齿结构的封严特性进行了实验研究，篦齿实验件的旋转速度变化范围为O～2718r／min，上游气体压力变化范围为0．2～0．71MPa。结果表明：篦齿一蜂窝封严结构的封严特性与普通篦齿... 详细信息

在不同旋转速度、气动参数及衬套结构下，对两种齿型的篦齿结构的封严特性进行了实验研究，篦齿实验件的旋转速度变化范围为O～2718r／min，上游气体压力变化范围为0．2～0．71MPa。结果表明：篦齿一蜂窝封严结构的封严特性与普通篦齿结构相似，即增加篦齿前后腔压比，泄漏系数逐渐增加但增加幅度趋于平缓；当节流间隙很小时，相对普通篦齿封严结构而言，采用蜂窝衬套后泄漏量有所增加；齿尖周向速度在低于27．13m／s时，齿间压力及泄漏量基本不发生变化。

关键词：泄漏蜂窝结构封严篦齿转速

转静态封严篦齿流场的数值分析和封严特性的试验

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航空动力学报 2005年第3期20卷 444-449页

作者：王锁芳吕海峰南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

采用标准k-ε模型及RNGk-ε模型验证了前人的试验结果,最大误差分别为2.5%,15.9%。对4道、7道环型直通式篦齿,在转静状态下采用非结构化网格和SIMPLE算法,求解了不同转速的速度场和压力场;并试验研究了不同转速、齿数工况的封严效果,探... 详细信息

采用标准k-ε模型及RNGk-ε模型验证了前人的试验结果,最大误差分别为2.5%,15.9%。对4道、7道环型直通式篦齿,在转静状态下采用非结构化网格和SIMPLE算法,求解了不同转速的速度场和压力场;并试验研究了不同转速、齿数工况的封严效果,探讨了篦齿前后压比与泄漏系数的变化关系。表明转速对篦齿封严的影响不明显,变化幅度在3.6%;低压比情况下,随着压比增大,在相同泰勒数变化范围内,泄漏系数略有增大。

关键词：航空、航天推进系统旋转篦齿封严湍流

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铝青铜聚酯封严涂层的制备和可磨耗性能评价

材料工程 2014年第9期42卷 8-13页

作者：杨杰安宇龙赵晓琴陈杰周惠娣陈建敏中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049

采用机械混合的方法制备了用于可磨耗涂层的铝青铜聚酯复合粉末,并通过大气等离子喷涂制备了相应涂层。通过滑动摩擦实验,对比考察了该涂层与Metco 605NS涂层在不同温度下的可磨耗性能。结果表明:涂层组织中聚酯和孔隙分布均匀;在室温和... 详细信息

采用机械混合的方法制备了用于可磨耗涂层的铝青铜聚酯复合粉末,并通过大气等离子喷涂制备了相应涂层。通过滑动摩擦实验,对比考察了该涂层与Metco 605NS涂层在不同温度下的可磨耗性能。结果表明:涂层组织中聚酯和孔隙分布均匀;在室温和200℃下,采用混合粉末制备的涂层与钛合金配副摩擦因数均在0.4左右,磨痕表面光滑平整,磨损体积较Metco 605NS涂层更大,表现出更优异的可磨耗性能;在400℃时,聚酯的烧蚀和涂层致密化,以及滑动摩擦实验采用的点接触产生的高接触应力,使得与两种涂层对磨的钛合金均产生黏着剥落和磨粒磨损,摩擦因数升高且存在较大波动。

关键词：大气等离子喷涂铝青铜聚酯封严可磨耗

1.5级燃机涡轮轮缘处的入侵与封严特性研究

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热能动力工程 2022年第6期37卷 61-66页

作者：樊澍周志涛陆禹铭张海哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

以巴斯大学1.5级燃气涡轮实验台为研究对象进行数值模拟,对不同封严流量下轮缘处的周向压力场进行对比,追踪封严流和主流的流动路径,分析主流入侵对轮缘附近区域流场的影响。分析实验设备的物理模型,在保证其主体部件几何形状不变的基... 详细信息

以巴斯大学1.5级燃气涡轮实验台为研究对象进行数值模拟,对不同封严流量下轮缘处的周向压力场进行对比,追踪封严流和主流的流动路径,分析主流入侵对轮缘附近区域流场的影响。分析实验设备的物理模型,在保证其主体部件几何形状不变的基础上将其简化,保留叶栅通道和盘腔,湍流模型选取SST模型。数值模拟边界条件为转速3000 r/min,旋转雷诺数为8.64×10^(5),主流雷诺数为3.41×10^(5),流动速率为0.395,主流流量为1.08 kg/s,轮缘处周向速度为59.7 m/s,主流速度为25.8 m/s,主流温度为303 K,出口压力为101325 Pa。结果表明:主流入侵主要是因为轮缘外的压力分布不均;随着封严流量的增加,主流入侵量减少,增加了下游的压力水平;导叶尾缘处是主要的入侵区域。

关键词：燃气涡轮数值模拟封严主流入侵

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航空发动机篦齿封严特性数值分析

机械设计与制造 2008年第6期 31-33页

作者：徐再清朱惠人白江涛西北工业大学动力与能源学院西安710072

为了解航空发动机空气系统中封严篦齿的流动及封严情况,采用数值模拟方法对二维蓖齿封严特性进行研究。使用商业软件FLUENT6.3对直通型蓖齿齿数N为3、5、7、9,间隙比t/c为0.5、1、2时不用工况下进行计算,得出各种情况下流量系数随压比... 详细信息

为了解航空发动机空气系统中封严篦齿的流动及封严情况,采用数值模拟方法对二维蓖齿封严特性进行研究。使用商业软件FLUENT6.3对直通型蓖齿齿数N为3、5、7、9,间隙比t/c为0.5、1、2时不用工况下进行计算,得出各种情况下流量系数随压比变化关系。主要结论为:流量系数随压比的增加而增大;齿数N越多,封严效果越好;缝隙越小,间隙比t/c越大,封严效果越好。同时比较了齿数N为3时的直通型与非直通型封严效果,得出非直通型封严效果更好。

关键词：航空发动机篦齿流量系数封严

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盘缘篦齿封严特性的数值模拟

机械设计与制造 2013年第7期 94-97页

作者：胡城镇王锁芳夏子龙南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

为了解航空发动机空气系统中盘缘篦齿的流动及封严情况,采用数值模拟方法对二维盘缘篦齿封严特性进行了系统的研究。使用商业软件FLUENT 6.3对不同的盘缘篦齿齿数N、轴向间隙s和径向间隙d分别进行了计算,得出了在各种情况下泄漏系数随... 详细信息

为了解航空发动机空气系统中盘缘篦齿的流动及封严情况,采用数值模拟方法对二维盘缘篦齿封严特性进行了系统的研究。使用商业软件FLUENT 6.3对不同的盘缘篦齿齿数N、轴向间隙s和径向间隙d分别进行了计算,得出了在各种情况下泄漏系数随转速的变化关系,主要结论为:转速对篦齿封严的影响不明显;两个齿的封严效果比单个齿的好;相同的径向间隙d下,轴向间隙s越大,封严效果越好;相同的轴向间隙s下,径向间隙d越小,封严效果越好。

关键词：航空发动机盘缘篦齿泄漏系数封严

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台阶式斜篦齿封严压降与风阻温升数值分析

润滑与密封 2024年第6期49卷 29-35页

作者：李驰张勃马壮张靖周王家友南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016 沈阳航空发动机研究所辽宁沈阳110000

为研究转速、进口压力及齿隙和齿宽的比对斜篦封严压降与风阻温升特性的影响,建立二维阶梯式斜篦齿封严模型,对台梯式斜篦齿封严进行数值仿真计算,获得不同转速、进口压力及齿隙和齿宽的比下的进出口压差和风阻温升,以及最后一级齿隙处... 详细信息

为研究转速、进口压力及齿隙和齿宽的比对斜篦封严压降与风阻温升特性的影响,建立二维阶梯式斜篦齿封严模型,对台梯式斜篦齿封严进行数值仿真计算,获得不同转速、进口压力及齿隙和齿宽的比下的进出口压差和风阻温升,以及最后一级齿隙处射流的温度和压力。结果表明:斜篦齿的背风面存在高温带,主要是由于旋转的摩擦效应、阶梯几何结构和2个大尺寸涡相遇处的掺混效应所导致;贴壁大尺寸涡与主流的动量交换随着转速的增加而增强,主流与齿腔大尺寸涡的动量交换随着转速的增加而减弱;风阻温升随着齿隙和齿宽的比的增大而降低,随着转速的增加而升高,但与进口压力的关系不明显;进出口压差随着转速的增加而增大,随着齿隙和齿宽的比的增大而减小;出口射流的压力随着进口压力的增加而增加。分别得到压差比和风阻温升系数的拟合式,拟合效果符合预期。

关键词：封严风阻温升压力数据拟合