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自循环机匣处理喷气位置对压气机性能的影响

液压与气动 2019年第9期43卷 16-23页

作者：石凯凯韩少冰钟兢军陈帝云大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026 上海海事大学商船学院上海201306 大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026

为了揭示自循环机匣处理对Stage37气动性能的影响机理,利用数值模拟方法研究了不同喷气位置对压气机气动性能的影响。在设计转速时,分析了不同喷气位置的自循环机匣处理装置的叶尖流场,探讨了自循环机匣处理的扩稳机理。数值模拟结果显... 详细信息

为了揭示自循环机匣处理对Stage37气动性能的影响机理,利用数值模拟方法研究了不同喷气位置对压气机气动性能的影响。在设计转速时,分析了不同喷气位置的自循环机匣处理装置的叶尖流场,探讨了自循环机匣处理的扩稳机理。数值模拟结果显示:不同喷气位置的自循环机匣处理在略微降低压气机效率的情况下,能够分别扩大2.96%,2.72%,2.83%,2.6%的失速裕度;设计转速时,Stage37中转子叶尖区激波/叶尖泄漏涡相互干涉以及泄漏涡破裂后产生的阻塞区,是影响Stage37压气机内部流动失稳的关键因素。自循环机匣处理的扩稳机制主要在于利用高速喷气抑制叶尖泄漏涡的破碎程度,减小叶尖阻塞区面积,进而提高压气机的失速裕度。

关键词：自循环机匣处理喷气位置跨声速压气机激波/叶尖泄漏涡干涉失速

喷气方向和喷气位置对天然气发动机燃烧特性的影响研究

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喷气方向和喷气位置对天然气发动机燃烧特性的影响研究

作者：黄小凡哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

能源的大量消耗和环境的严重污染,迫使人们加快了对新能源开发的步伐。天然气作为一种储量较为丰富、燃烧清洁的燃料,很快成为当前多个行业的主要替代能源,这也推动了天然气发动机的快速发展。而天然气发动机的燃烧特性决定着发动机的... 详细信息

能源的大量消耗和环境的严重污染,迫使人们加快了对新能源开发的步伐。天然气作为一种储量较为丰富、燃烧清洁的燃料,很快成为当前多个行业的主要替代能源,这也推动了天然气发动机的快速发展。而天然气发动机的燃烧特性决定着发动机的动力性、经济性和排放性,对其进行深入的研究是非常有必要的。因此,本文利用6K天然气发动机,通过三维CFD仿真技术,在全负荷工况点下,针对其6#缸体不同管径的喷管分别研究了不同喷气方向和喷气位置对发动机进气混合和燃烧特性的影响。在不同管径的燃气喷管下对喷气方向对发动机燃烧特性的影响的研究结果表明:相较于原机喷管,6mm管径的燃气喷管,适当地减小喷气方向与水平方向的夹角有利于在点火时刻时缸内形成较为明显的上浓下稀的混合气浓度分层,从而可以提高缸内燃烧速率,而对于管径为8mm的燃气喷管,适当地增大喷气方向与水平方向的夹角则更加有利于发动机燃烧特性的提高;在不同进气位置下对发动机的燃烧特性进行对比分析发现:进气位置的改变对发动机的进气均匀性有明显影响,随着喷管喷气位置向进气道内延伸,燃气射流与进气道及进气阀壁面的碰撞效果增强,加快了CH与空气的掺混,提高了进气效率。研究不同管径的喷气方向和喷气位置对发动机燃烧特性的影响程度可以发现,在喷气量一定的前提下,管径的不同主要影响了燃气的喷出速度,这种速度的差异直接导致了进气道内速度场变化的不均匀性,促使了每个工况下混合气分层的不同。其中,6mm管径的喷管在不同的喷射方向和喷气位置下对燃烧结果的影响程度明显大于8mm管径的喷管,相应的优化效果也更加明显,所以在喷管管径设计要求的范围内,适当减小喷管管径,有利于燃气的迅速喷出,缸内的进气的优化效果明显。

关键词：天然气发动机喷气方向喷气位置混合气分层燃烧特性

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对转压气机中自循环机匣处理扩稳机理的研究

航空动力学报 2022年第1期37卷 191-203页

作者：郭彦超高丽敏杨冠华王磊西北工业大学动力与能源学院西安710129 西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室西安710129

为拓宽自循环机匣处理的适用范围,以对转压气机为研究对象,采用数值方法研究了自循环机匣处理的扩稳机理和轴向喷气位置对其扩稳能力的影响,详细分析了自循环机匣处理前后对转压气机的总体特性和转子叶尖流场的变化。结果表明:对最先失... 详细信息

为拓宽自循环机匣处理的适用范围,以对转压气机为研究对象,采用数值方法研究了自循环机匣处理的扩稳机理和轴向喷气位置对其扩稳能力的影响,详细分析了自循环机匣处理前后对转压气机的总体特性和转子叶尖流场的变化。结果表明:对最先失速的转子配置自循环机匣处理可以获得可观的裕度改善,但轴向喷气位置对扩稳效果和压气机的气动性能均有显著影响;轴向喷气位置不宜距离叶片前缘太近,喷气位置距离叶片前缘40%轴向弦长时失速裕度提高了7.73%且峰值效率损失最小。自循环机匣处理通过降低叶尖负荷和减弱叶顶二次泄漏流强度以及抑制叶顶泄漏流与主流相互掺混来延迟失速发生。通过自循环机匣处理可以改变对转压气机的最先失速级,但不改变失速起始类型。

关键词：对转压气机自循环机匣处理(SRCT) 喷气位置扩稳机理失速裕度

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低反力度跨声速转子的叶顶喷气扩稳数值研究

推进技术 2022年第6期43卷 128-136页

作者：丁圣力陈绍文陈帅瞳王松涛哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

为进一步提高低反力度压气机的稳定工作范围,以某三级低反力度高负荷压气机首级跨声速转子为研究对象,借助三维数值模拟方法,进行了叶顶喷气扩稳研究,分析讨论了叶顶喷气提升低反力度压气机转子稳定性的机理,并探讨了不同喷气轴向位置... 详细信息

为进一步提高低反力度压气机的稳定工作范围,以某三级低反力度高负荷压气机首级跨声速转子为研究对象,借助三维数值模拟方法,进行了叶顶喷气扩稳研究,分析讨论了叶顶喷气提升低反力度压气机转子稳定性的机理,并探讨了不同喷气轴向位置对扩稳效果及气动性能的影响。结果表明:叶顶喷气通过削弱叶顶泄漏涡和通道激波的相互作用,抑制了转子近失速工况下泄漏涡的破碎,消除了叶顶通道的大面积堵塞,拓宽了转子的稳定工作边界;随着喷嘴的位置从叶顶前缘处沿轴向上游移动,转子的失速裕度提升量呈现出先增大后减小的趋势,综合扩稳效果和对压气机总性能参数的影响,最佳喷气轴向位置为叶顶前缘上游转子5%叶顶轴向弦长处;叶顶喷气改变了转子气动参数的径向分布,降低了转子上15%叶高范围内的负荷,同时也使得其它叶高区域的负荷提升。

关键词：低反力度压气机叶顶喷气喷气位置扩稳机理气动性能