王会社
,
张惠
,
赵庆军
,
杨科
,
张仲柱
,
赵晓路
,
徐建中
工程热物理学报
本文对1+1/2对转涡轮中高压动叶顶部间隙中的流动进行了详细的数值研究.通过分析沿弦向不同位置截面上的相对马赫数、速度矢量及静压等的分布,研究了高压动叶间隙及附近的波系及涡系分布.由于1+1/2对转涡轮高压动叶为缩放型流道,其间隙中出现了明显的超音流动,这与普通涡轮间隙中的流动存在明显不同.
关键词:
对转涡轮
,
间隙
,
数值模拟
,
激波
王文三
,
唐菲
,
赵庆军
,
徐建中
工程热物理学报
本文采用数值模拟的方法,对比分析了1＋1/2对转涡轮四种不同的叶顶冷却布置方案对叶顶传热、冷却性能以及气动特性的影响。四种布置方案分别是：靠近压力面垂直叶顶方向、靠近压力面且与叶顶有30°出射角、中弧线位置垂直叶顶方向、中弧线位置有30°出射角。研究表明,气膜孔沿压力面布置与气膜孔沿中弧线布置相比可以降低叶顶传热系数;由于气膜孔倾斜布置气膜射流动量降低,且削弱了肾形涡的影响,气膜的侧向覆盖范围增大。因此气膜孔靠近压力面布置可以提高气膜冷却效率;气膜孔靠近压力面且有30°出射角比垂直布置叶顶热负荷减少2.7%。另外,气膜孔靠近压力面布置可以降低主流的泄漏流量,有利于减小泄漏损失和提高涡轮效率。
关键词:
气膜冷却
,
动叶叶顶
,
传热系数
,
冷却效率
王会社
,
赵庆军
,
赵晓路
,
徐建中
工程热物理学报
本文对1+1/2对转涡轮中激波及激波/叶排干扰等进行了详细的数值模拟.分析发现,1+1/2对转涡轮高压动叶流道中压缩波系与常规涡轮流道中的压缩波系存在明显的不同.1+1/2对转涡轮高压动叶吸力面60%轴向弦长处产生了一组压缩波,它与内伸波相交.在常规涡轮中,这组压缩波将不会出现;内伸波在吸力面的反射波很强,不能忽略.在常规涡轮中,内伸波的反射波可以忽略.由于尾迹及低压动叶的作用,高压动叶外伸波的影响范围和强度呈现周期性的变化.
关键词:
对转涡轮
,
激波
,
尾迹
,
数值模拟
王文三
,
唐菲
,
赵庆军
,
徐建中
工程热物理学报
气膜冷却是现代航空燃气轮机涡轮冷却技术的一种重要方法，冷却孔形状的改进是提高气膜冷却效率的重要手段。本文对双射流冷却孔形状进行了改型，并对新型双射流冷却孔在吹风比分别为0．5，1．0，1．5，2．0时的冷却效率进行了数值模拟。模拟结果表明新型双射流冷却孔与原双射流冷却孔相比在各吹风比下均优化了气膜在热表面上的分布，抑制了冷却孔出口射流的分离现象，提高了近冷却孔出口区域的气膜冷却效率；在M=0．5，1．0，1．5，2．0四种吹风比下，新型冷却孔在出口典型冷却区域（6D×10D）上的面积平均气膜冷却效率比原双射流冷却孔分别提高0．16，0．22，0．26，0．21。
关键词:
气膜冷却
,
双射流
,
数值模拟
,
冷却孔形状
赵巍
,
赵庆军
,
唐菲
,
杜建一
,
徐建中
工程热物理学报
提出了压气机进口预注冷质的空气涡轮火箭（MIPCCATR）循环，拓展了ATR在高飞行马赫数下的工作能力。给出了基于工质组分的变比热ATR循环热力学建模方法和工质物性改变时对部件特性的修正方法，基于所推导的准无量纲关系式讨论了循环参数之间的相互作用及其对性能的影响。研究结果表明预注冷质不仅能有效拓宽ATR的工作包线，而且可以提高单位推力，所需付出的代价是比冲会有一定程度的降低。
关键词:
空气涡轮火箭
,
预注冷质
,
比冲
赵巍
,
刘宁
,
吴冰
,
赵庆军
,
徐建中
工程热物理学报
为了降低高负荷跨音速涡轮叶片流动损失,本文提出了一种在吸力面无遮盖段存在内凹型线的渐缩流道跨音速涡轮新叶型.新叶型可通过改进常规跨音速涡轮的叶型得到.数值模拟结果表明采用新叶型的平面叶栅与原叶型的相比总压损失系数降低了29.7％.通过分析新叶型的几何特征及其激波、膨胀波与压缩波的特点,揭示了新叶型使损失降低的内部流动机理.新叶型不仅能够减少气动损失,而且能够降低叶片排气的周向不均性,减小对下游叶片排边界层的非定常影响.
关键词:
跨音速涡轮
,
负曲率
,
激波
,
膨胀波
张彬彬
,
赵巍
,
赵庆军
,
徐建中
工程热物理学报
本文采用数值方法针对对转超音压气机转子叶片排间的相互干涉效应进行了研究,分析了超音转子在两级转子叶片排间具有三种不同轴向间距情况下的性能和前排转子叶片尾迹影响下的超音转子非定常特征。研究结果表明,轴向间距的增大使得尾迹在较长的间距内经过了较为充分的掺混,超音转子最大压比和最高效率随轴向间距的变大而增大;前排叶片尾迹的影响范围从超音转子叶片压力面直至吸力面,横贯整个叶片通道,较高叶展处的尾迹强于较低叶展处;横贯超音转子通道内的低压动叶尾迹先后与斜激波和正激波相互作用,尾迹区内熵进一步增大,并且由于尾迹区的传播速度由主流速度决定,尾迹在通道内继续向下游传播且传播显著延迟于通道外。
关键词:
超音压气机
,
尾迹
,
叶片干涉
赵庆军
,
杨中
,
王会社
,
赵晓路
,
徐建中
工程热物理学报
为了探究无导叶对转涡轮进口热斑径向作用位置的变化对其高压级温度场的影响,运用CFD方法对某无导叶对转涡轮模型级的流场进行了三维非定常多叶片排的数值模拟.结果表明,热斑流体在高压导叶中未发生周向和展向迁移;进口热斑径向作用位置的差异直接影响到热斑流体通过涡轮叶片时的温度耗散度;进口热斑径向作用位置的变化对高压动叶中控制热斑迁移的冷热气流掺混效应、通道二次流和浮力三种因素的作用效果产生了一定程度的影响.
关键词:
对转涡轮
,
热斑
,
二次流
,
浮力
王会社
,
杨科
,
赵庆军
,
张仲柱
,
赵晓路
,
徐建中
工程热物理学报
本文对1+1/2对转涡轮中动叶顶部间隙大小对涡轮性能的影响进行了详细的数值模拟.对涡轮总体性能参数、节距平均出口气流角、出口节距平均相对马赫数以及不同叶高的负荷进行了对照,发现间隙对1+1/2对转涡轮性能影响明显,尤其是当间隙较大时.当低压动叶间隙宽度达到高压动叶前缘叶高的4.5%时,低压动叶间隙中流动普遍超音,在设计1+1/2对转涡轮时需要加以重点考虑.
关键词:
对转涡轮
,
间隙
,
泄漏流
,
数值模拟
,
性能
赵庆军
,
王会社
,
赵晓路
,
徐建中
工程热物理学报
为了揭示1+1/2(无低压导叶)对转涡轮进口热斑的迁移特性,运用三维非定常粘性流场计算程序对某1+l/2对转涡轮模型级在不同进口温度分布条件下的流场进行了数值模拟.结果表明,热斑在高压导叶中未发生周向和展向迁移;当进口热斑位于高压导叶流道中间时,高压动叶的热负荷加重;当进口热斑正对高压导叶前缘时,与进口热斑位于高压导叶流道中间方案相比,加重了高压导叶热负荷,但减轻了高压动叶热负荷;综合比较来看,进口热斑正对高压导叶前缘对涡轮冷却设计有利;冷热流体间的滑移速度、二次流效应和浮力效应是影响热斑迁移特性的主要因素;热斑在动叶中的迁移方向主要与冷热流体间滑移速度的方向有关,而与进口热斑相对第一级导叶的位置无关;在高压动叶中,二次流和浮力的作用效果均很明显;在低压动叶中,流体的迁移扩散行为主要受二次流控制,浮力基本不起作用.
关键词:
对转涡轮
,
热斑
,
二次流
,
浮力效应
,
数值模拟
