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工程热物理学报 2021年第8期42卷 1964-1969页

作者：籍力祁明旭杨长茂陆育良孟繁鑫北京理工大学机械与车辆学院北京100081 南京机电液压工程研究中心航空机电系统综合航空科技重点实验室南京211106

在飞机飞行包线内,高速电机直驱可调离心压气机可通过扩压器调节以满足飞行工况下客舱增压系统的供气需求,并使压气机始终工作在高效区,从而满足飞机客舱环境的舒适性并降低增压系统能耗。对于可调扩压器,扩压器叶片两侧存在端隙。在扩... 详细信息

在飞机飞行包线内,高速电机直驱可调离心压气机可通过扩压器调节以满足飞行工况下客舱增压系统的供气需求,并使压气机始终工作在高效区,从而满足飞机客舱环境的舒适性并降低增压系统能耗。对于可调扩压器,扩压器叶片两侧存在端隙。在扩压器叶片高度较小的情况下,较大的隙高比导致扩压器内端隙泄漏严重,给压气机性能带来较大的负面影响。以抑制可调扩压器端隙泄漏、提高压气机效率为目的,本文首先分析了扩压器端隙对压气机性能的影响,在此基础上,设计了一种将扩压器叶片端部部分封闭从而改变端隙泄漏路径的整体式可调扩压器结构,研究了该扩压器结构对于端隙泄漏的抑制效果以及对可调压气机性能的改善幅度。结果表明,相对于传统可调扩压器,整体式扩压器结构可有效抑制可调扩压器叶片端隙泄漏损失并提高可调压气机效率。对于本文所研究的可调压气机,峰值效率可提升1.1%,对应压比可提升1.3%。

关键词：离心压气机可调扩压器端隙泄漏整体式扩压器

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扩压器套料电解加工锥度改善方法基础研究

扩压器套料电解加工锥度改善方法基础研究

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作者：胡兴焱南京航空航天大学

学位级别：硕士

为提升航空发动机的工作性能和使用寿命,采用新材料和新结构的整体式构件被越来越广泛地使用,其中以整体叶盘和整体式扩压器为代表。电解加工不受材料力学性能影响,加工效率高,加工质量好,已经成为制造航空发动机复杂型面整体构件的重... 详细信息

为提升航空发动机的工作性能和使用寿命,采用新材料和新结构的整体式构件被越来越广泛地使用,其中以整体叶盘和整体式扩压器为代表。电解加工不受材料力学性能影响,加工效率高,加工质量好,已经成为制造航空发动机复杂型面整体构件的重要手段。本文以整体式扩压器为研究对象,开展了套料电解加工锥度改善的方法研究,具体研究内容如下:(1)提出了气体辅助绝缘已加工面的套料电解加工方法。开展了气液两相复合流场的仿真分析,获得了最优的流道参数,进行了气体辅助绝缘电解加工试验,结果表明,在最优加工参数下,叶片加工锥度从5.484°减小为-0.172°,表面粗糙度从Ra 0.996μm降低到Ra0.266μm。(2)开展了套料电解加工锥度控制的仿真和试验研究。1、采用提高进给速度控制加工锥度的方法,开展了仿真及试验研究,结果表明,进给速度从1 mm/min提高到4 mm/min,叶片加工锥度从8.979°减小到1.947°;2、采用变电压控制加工锥度的方法,初步开展了电场仿真和试验研究,结果表明变电压加工能改善叶片的加工锥度,与20 V恒电压加工相比,加工电压以18-20 V变化,叶片锥度由2.577°减小为1.890°。(3)针对航空发动机中辅助动力装置开展应用研究,研制出流域封闭的扩压器套料电解加工分块式夹具,采用变电压的套料电解加工方法,研制出具有25个叶片的扩压器电解加工完整件,加工时间为280分钟,叶片加工精度满足加工要求。

关键词：套料电解加工整体式扩压器加工锥度轮廓成型流场仿真气体辅助绝缘

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扩压器轴向叶片高效电解加工研究及应用

扩压器轴向叶片高效电解加工研究及应用

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作者：薛庭雨南京航空航天大学

学位级别：硕士

以整体式扩压器为代表的整体构件是航空发动机中的核心部件之一,其工作效能好,可靠性较高,应用越来越广泛,但其结构较复杂,多采用难加工材料,加工难度较大,故航空发动机整体构件加工是各国先进制造技术领域的热点问题之一。电解加工具... 详细信息

以整体式扩压器为代表的整体构件是航空发动机中的核心部件之一,其工作效能好,可靠性较高,应用越来越广泛,但其结构较复杂,多采用难加工材料,加工难度较大,故航空发动机整体构件加工是各国先进制造技术领域的热点问题之一。电解加工具有不受被加工材料的机械性能影响,加工效率高,工具阴极无损耗,工件无加工变形等优点,在整体构件加工中具有明显的优势,成为整体构件加工的主要方法之一。本文以扩压器轴向等截面叶片为加工对象,开展了套料电解加工方法研究,具体内容如下:(1)提出了套料电解加工O型流动方式。进行了流场仿真,获得了合理的流量参数。开展了等截面叶片电解加工试验,试验结果表明在Q=4.5m3/h时采用O型流动方式,阴极的进给速度为4mm/min,叶片粗糙度为Ra 1.216μm。(2)研制了流域密封可控的工装夹具,开展了流域密封下等截面叶片脉冲电解加工试验。试验结果表明,采用脉冲电流后,叶片的重复精度由0.077mm降低到0.033mm,叶片粗糙度由Ra 1.216μm降低到Ra 0.876μm。(3)针对整体式扩压器轴向叶片,采用O型进液方式,开展了轴向叶片电解加工应用研究。在加工过程中精确控制电解液浓度,温度,压力,流量、加工电压、进给速度等工艺参数,研制出周向具有88个轴向叶片的扩压器完整件,电解加工时间约为240min,达到了较高的加工效率。

关键词：整体式扩压器轴向叶片电解加工流场仿真叶片锥度加工效率

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