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透平动叶多凹槽叶顶气膜冷却特性的研究

西安交通大学学报 2022年第8期56卷 149-159页

作者：李冯贾哲张韦馨刘钊石䶮丰镇平西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 中国联合重型燃气轮机技术有限公司北京100015

为了提高透平动叶叶顶的气膜冷却性能,并降低由叶顶泄漏流引起的泄漏损失,开展了多凹槽叶顶气膜冷却特性研究。采用试验测试和数值模拟相结合的方法,研究了燃气透平动叶不同结构多凹槽叶顶的气膜冷却特性与气动特性,其结构包括单凹槽、... 详细信息

为了提高透平动叶叶顶的气膜冷却性能,并降低由叶顶泄漏流引起的泄漏损失,开展了多凹槽叶顶气膜冷却特性研究。采用试验测试和数值模拟相结合的方法,研究了燃气透平动叶不同结构多凹槽叶顶的气膜冷却特性与气动特性,其结构包括单凹槽、二凹槽、三凹槽和四凹槽4种叶顶形式。在主流进口雷诺数为1.75×10^(5)条件下应用压力敏感漆技术获得了1.0、1.5和2.0等3种吹风比下多凹槽叶顶表面的气膜冷却有效度分布,并采用经过校核的数值方法辅助分析了叶顶间隙内的流场结构及其气动性能。结果发现:多凹槽叶顶内的肋片改变了叶顶的流场结构,阻挡了冷气向下游发展。相比于传统的单凹槽叶顶,四凹槽叶顶在吹风比较大时能够提高叶顶中部的冷却效果,但在叶顶中后部依旧是单凹槽叶顶的冷却效果最好。同时,多凹槽叶顶能够显著降低叶栅的气动损失,相比于传统的单凹槽叶顶,二凹槽、四凹槽叶顶总压损失系数值分别降低了17.9%、20.9%。

关键词：燃气透平叶顶气膜冷却压力敏感漆

基于大涡模拟的轴流泵叶顶泄漏涡瞬态特性分析

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农业工程学报 2015年第11期31卷 74-80页

作者：张德胜石磊陈健耿琳琳吴苏青江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013

为了深入掌握轴流泵叶顶区湍流特性,采用大涡模拟方法对某一模型轴流泵内部非定常流动进行了数值模拟。根据时域和频域特性图,分析间隙内压差和泄漏速度之间的关联现象,讨论了叶顶间隙内泄漏流的瞬态特性。根据三维泄漏涡结构,揭示了轴... 详细信息

为了深入掌握轴流泵叶顶区湍流特性,采用大涡模拟方法对某一模型轴流泵内部非定常流动进行了数值模拟。根据时域和频域特性图,分析间隙内压差和泄漏速度之间的关联现象,讨论了叶顶间隙内泄漏流的瞬态特性。根据三维泄漏涡结构,揭示了轴流泵叶顶区不同类型的涡系,叶顶泄漏涡带在剪切层内涡丝动力的驱动下逐渐变长,然后与射流剪切层分离;叶顶间隙内涡团的瞬态变化大于叶顶泄漏涡的周期性变化,导致剪切层内的小尺度涡的生成周期时间较短,其在主泄漏涡带上方形成了小尺度泄漏流涡带。从叶顶轴平面的涡结构可发现,随着弦长系数的增大,剪切层内的分离涡不断被分离并且被叶顶泄漏涡卷吸,在主泄漏涡向相邻叶片压力面的运动过程中,其涡量不断减小,并且在转轮室端壁面附近不断诱导各种尺度的涡产生。

关键词：泵泄漏湍流大涡模拟叶顶泄漏涡瞬态特性

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水平喷流对叶顶气膜冷却效率影响的数值研究

航空动力学报 2016年第4期31卷 807-815页

作者：姜伟谢诞梅武汉大学动力与机械学院武汉430072

为进一步提高燃气轮机叶顶区域的气膜冷却效率,在叶顶模型结构上对4种叶顶冷却结构的流动和传热进行了数值模拟,结果显示带有盖板的水平喷流结构能够有效地提高叶顶区域的气膜冷却效率,对于圆孔,可以将气膜冷却效率提高至原来的2倍以上... 详细信息

为进一步提高燃气轮机叶顶区域的气膜冷却效率,在叶顶模型结构上对4种叶顶冷却结构的流动和传热进行了数值模拟,结果显示带有盖板的水平喷流结构能够有效地提高叶顶区域的气膜冷却效率,对于圆孔,可以将气膜冷却效率提高至原来的2倍以上.通过流场的分析发现:水平喷流结构可以调整冷却工质的流动,使得冷却工质的贴壁性更好、分布更加均匀,进而提高气膜冷却效率.此外还研究了间隙宽度、盖板尾缘厚度、盖度和整流栅对水平喷流结构气膜冷却效率的影响.结果表明:增加盖度和减小间隙宽度可以提高气膜冷却效率,但是盖度和间隙宽度的选取受到了强度、工艺和冷却工质入口压力等因素的限制.水平盖板结构的冷却效果比倾斜盖板结构的好.整流栅足够长时可以调整流动、提高气膜冷却效率.

关键词：气膜冷却叶片叶顶孔形冷却效率

斜流风机中扩散筒及叶顶、叶根倾斜角的试验研究

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流体工程 1989年第10期17卷 1-4页

作者：区颖达吴克启蔡兆林华中理工大学

本文对扩散筒及其不同的形式对斜流风机性能的影响以及叶顶、叶根倾斜角变化的影响进行了试验研究。其结果为提高和改善斜流式(包括轴流式)风机的性能提供了参考依据。

关键词：斜流风机扩散筒叶顶叶根倾角

不同叶顶结构对燃气透平动叶顶部气膜冷却性能的影响

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燃气轮机技术 2010年第3期23卷 26-31页

作者：章大海孙卓辉王秋旺中国石油大学机电工程学院山东东营257061 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

对不同叶顶结构的GE-E3叶片的气膜冷却现象进行了数值研究,比较了三种不同的叶顶结构:平顶、凹槽顶和平顶开槽孔结构在叶顶部的流动和冷却现象,并分析了吹风比对这三种结构的冷却性能的影响。发现凹槽顶和平顶开槽孔在结构上具有相似性... 详细信息

对不同叶顶结构的GE-E3叶片的气膜冷却现象进行了数值研究,比较了三种不同的叶顶结构:平顶、凹槽顶和平顶开槽孔结构在叶顶部的流动和冷却现象,并分析了吹风比对这三种结构的冷却性能的影响。发现凹槽顶和平顶开槽孔在结构上具有相似性;在叶顶开槽后,既降低了射流动量,又降低了顶端泄漏流速,有助于提高冷却效果,同时由于凹槽顶的槽比开槽孔的槽大,冷却气体和燃气在槽内充分混合,使得凹槽顶结构具有最高的冷却效率值和最低的换热系数值,平顶开槽孔结构次之。

关键词：气膜冷却燃气透平叶顶开槽孔

半开式轴流风机叶顶非均匀倒圆对泄漏流和噪声的影响

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风机技术 2023年第3期65卷 54-58页

作者：胡斯特曹庆明李跃飞张龙新胡小文陈鹏美的集团中央研究院广东美的暖通设备有限公司

采用数值仿真和实验结合的方法研究了半开式轴流风机叶顶压力面非均匀倒圆结构对叶顶泄漏流动的控制机理,以及对气动和噪声性能的影响。研究结果表明,叶顶压力面侧非均匀倒圆结构能够减弱叶顶的分离涡和二次涡,降低叶顶载荷,改变叶顶泄... 详细信息

采用数值仿真和实验结合的方法研究了半开式轴流风机叶顶压力面非均匀倒圆结构对叶顶泄漏流动的控制机理,以及对气动和噪声性能的影响。研究结果表明,叶顶压力面侧非均匀倒圆结构能够减弱叶顶的分离涡和二次涡,降低叶顶载荷,改变叶顶泄漏涡在吸力面的分离点,削弱叶顶泄漏涡强度,实现同风量噪声下降0.8dB(A),而对风量和功率的影响可忽略。

关键词：叶顶压力面非均匀倒圆叶顶泄漏涡

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轴流压气机转子叶顶流场对微喷气的响应机制研究

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推进技术 2017年第10期38卷 2271-2279页

作者：吴艳辉杨国伟陈智洋王博安光耀西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 先进航空发动机协同创新中心北京100191

为了揭示叶顶流场对微喷气的响应机制,深入探究微喷气扩稳机理,以高负荷轴流压气机转子为研究对象,通过求解三维雷诺时均N-S方程对其进行了5通道高精度非定常数值研究。借助时间精确的数值模拟,获得了实壁和喷气工况下压气机转子的基元... 详细信息

为了揭示叶顶流场对微喷气的响应机制,深入探究微喷气扩稳机理,以高负荷轴流压气机转子为研究对象,通过求解三维雷诺时均N-S方程对其进行了5通道高精度非定常数值研究。借助时间精确的数值模拟,获得了实壁和喷气工况下压气机转子的基元级性能、总性能和叶顶流场非定常特征。研究发现,在相同流量水平下,较之实壁工况,微喷气可以显著改变叶顶流场非定常特征的时空分布,削弱叶顶流场的自激振荡幅值。微喷气通过改变叶顶瞬态攻角对流场施加影响,叶栅掠过喷嘴过程中,正对喷嘴部位的攻角会发生突降,流场扩压程度和阻塞水平关于攻角突变的响应呈现出强烈的时滞性和非线性,攻角突降所诱导出的低阻塞水平在时域内持续时间约为低攻角水平持续时间的3倍。微喷气能够提高叶栅的承载能力,增强其对时均攻角的耐受力,拓宽流量裕度,增大吸力面分离在诱发流动失稳过程中的贡献比例。

关键词：微喷气轴流压气机非定常响应稳定性瞬态攻角叶顶

不同湍流模型对燃气透平静叶及动叶叶顶传热预测精度的研究

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工程热物理学报 2015年第9期36卷 1894-1897页

作者：王志多刘兆方丰镇平西安交通大学能源与动力工程学院叶轮机械研究所西安710049

本文研究了不同湍流模型对燃气透平静叶、动叶叶顶和机匣传热的预测特性,分析了SSTγ-θ模型在不同湍流强度、湍流尺度和雷诺数下对C3X静叶传热系数的计算精度。结果表明:SSTγ-θ模型对静叶传热系数的预测精度明显优于其它两方程湍流模... 详细信息

本文研究了不同湍流模型对燃气透平静叶、动叶叶顶和机匣传热的预测特性,分析了SSTγ-θ模型在不同湍流强度、湍流尺度和雷诺数下对C3X静叶传热系数的计算精度。结果表明:SSTγ-θ模型对静叶传热系数的预测精度明显优于其它两方程湍流模型;SSTγ-θ模型的计算结果在本文所研究的湍流强度和雷诺数范围内与试验结果能够很好吻合;不同湍流模型计算的叶顶和机匣传热系数分布规律与试验结果相似,SSTγ-θ模型的预测结果在叶顶及机匣的大部分区域与试验结果最为吻合。

关键词：静叶动叶机匣叶顶传热湍流强度

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弹性齿汽封叶顶汽流激振特性分析

湖南电力 2007年第3期27卷 18-21页

作者：董立羽孟召军王强肖增弘张延峰沈阳工程学院辽宁沈阳110136

分析了汽流激振的产生机理及其相应的动力学模型,通过对弹性齿汽封叶顶汽流激振特性的分析,结合汽流激振的消除措施,认为弹性齿汽封对叶顶汽流激振能够起到抑制作用。

关键词：汽流激振弹性齿汽封径向间隙叶顶