小尺寸无静叶对转风扇/压气机气动设计与变工况性能分析研究

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作者 张韬 李嘉宾 +2 位作者 沈雨忻 陈宝延 季路成 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期51-62,共12页

无静叶对转风扇/压气机能有效减小发动机陀螺力矩,在轴向长度方面具有优势。然而,无静叶往往导致下游叶片攻角变化较大,变工况性能难以保证,且这一特点随叶尖切线速度的增大而恶化。本文利用小尺寸涡扇发动机风扇叶片根部周向速度较低... 无静叶对转风扇/压气机能有效减小发动机陀螺力矩,在轴向长度方面具有优势。然而,无静叶往往导致下游叶片攻角变化较大,变工况性能难以保证,且这一特点随叶尖切线速度的增大而恶化。本文利用小尺寸涡扇发动机风扇叶片根部周向速度较低的特点,尝试对其进行风扇与压气机无静叶对转方案设计。通过速度三角形分析了无静叶对转风扇/压气机的性能特点,开发了无静叶对转风扇/压气机一维设计程序进行参数方案的筛选优化,设计得到小尺寸无静叶对转风扇/压气机构型方案,设计点效率为85.1%,压比为3.16。结果表明,对转压气机的下排叶片相对进口气流角的变化范围较常规转叶+静叶相对进口气流角范围更小,而对转下排叶片的进口速度却将增大1.5~3倍,因此,需要合理选择对转风扇/压气机的轮毂比及转速比,才能保证对转风扇/压气机变转速工况下的设计点效率及失速裕度。减小对转风扇/压气机转速比有利于提高设计点效率和裕度,但本文受发动机总体指标限制,对转速比选择进行了折中。 展开更多

关键词 涡扇发动机 无静叶对转 风扇/压气机 气动设计 变工况特性

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可调压力畸变模拟器的设计与研究 被引量：7

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作者 张韬 赵英 +1 位作者 赵伟 陈宝延 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2706-2715,共10页

畸变模拟器是小型涡扇发动机气动稳定性的核心技术,本文创新设计月牙板式可调压力畸变模拟器,用于涡扇发动机抗畸变试验。畸变模拟器的研制采用了结构设计与气动设计并行的方案,结构设计采用小尺寸机械传动方式,气动设计通过数值模拟完... 畸变模拟器是小型涡扇发动机气动稳定性的核心技术,本文创新设计月牙板式可调压力畸变模拟器,用于涡扇发动机抗畸变试验。畸变模拟器的研制采用了结构设计与气动设计并行的方案,结构设计采用小尺寸机械传动方式,气动设计通过数值模拟完成了模拟器插板的优化设计,通过大曲率插板改善了插板后流场。通过畸变模拟器吹风试验表明,畸变模拟器出口截面马赫数达到了0.24~0.44,插板的堵塞系数在14.2%~29.2%内,畸变模拟器的综合畸变指数在2%~20%内连续可调,满足小型涡扇发动机工况包线和抗畸变试验所需综合畸变指数。 展开更多

关键词 小型涡扇发动机 可调畸变模拟器 数值优化 试验测试

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预旋进气小尺寸涡轮叶片冷却的流动换热 被引量：4

3

作者 朱强华 吉洪湖 +3 位作者 张勃 曹广州 陈宝延 关胜如 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期455-462,共8页

为了获得一种具有直通式冷气预旋进气系统的小型燃气轮机涡轮叶片的流动与换热特性,采用气热耦合计算方法进行数值研究,分析了总压损失、冷却效果和涡轮效率随预旋角、冷气雷诺数和无量纲质量流量的变化规律。结果表明,涡轮叶片预旋进... 为了获得一种具有直通式冷气预旋进气系统的小型燃气轮机涡轮叶片的流动与换热特性,采用气热耦合计算方法进行数值研究,分析了总压损失、冷却效果和涡轮效率随预旋角、冷气雷诺数和无量纲质量流量的变化规律。结果表明,涡轮叶片预旋进气冷却的总压损失随冷气雷诺数和无量纲质量流量的增大而增大,但基本不受预旋角大小的影响;涡轮叶片的冷却效果随预旋角的减小、冷气雷诺数或无量纲质量流量的增大而增强,但不会改变其表面的温度分布特征;预旋进气冷却时的涡轮效率随冷气雷诺数的增大、预旋角或无量纲质量流量的减小而提高。 展开更多

关键词 小型燃气轮机 涡轮叶片 预旋 冷却效率 耦合传热

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预旋进气小尺寸涡轮叶片冷却的流场研究 被引量：2

4

作者 朱强华 吉洪湖 +2 位作者 张勃 陈宝延 关胜如 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期732-739,共8页

为了了解和掌握一种具有直通式冷气预旋进气系统的小型燃气轮机涡轮转子叶片的流场,在旋转雷诺数Reθ=4.66×106和冷却空气的无量纲质量流量Cw=1750时改变预旋角θ的大小,使其在15°～90°变化,通过数值研究得到了预旋角对... 为了了解和掌握一种具有直通式冷气预旋进气系统的小型燃气轮机涡轮转子叶片的流场,在旋转雷诺数Reθ=4.66×106和冷却空气的无量纲质量流量Cw=1750时改变预旋角θ的大小,使其在15°～90°变化,通过数值研究得到了预旋角对涡轮盘腔、连管和涡轮叶片内冷却空气的流动以及叶栅通道中燃气的流动的影响。结果表明:(1)预旋角的变化会改变涡轮盘腔、连管和涡轮叶片冷气进口附近局部区域的流场,但是对涡轮叶片内其它区域和叶栅通道中的流动基本没有影响。(2)随着预旋角的增大,涡轮盘腔内预旋进气冷气射流的轴向穿透深度先增大后减小;当θ<45°时冷却空气沿外围屏流向转盘接收孔,而当θ>45°时冷却空气沿内围屏流向转盘接收孔;气流的周向速度随着预旋角的增大而减小。(3)垂直进气时连管内存在多个回流区和很大的涡流,流动损失较大,而采用预旋进气能够减弱或消除这些流动结构,存在最优预旋角θopt,θopt≈45°,此时连管的有效流通面积最大。 展开更多

关键词 燃气轮机 涡轮叶片 转静盘腔 预旋 流动 数值模拟

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扇形板压力畸变模拟器特性研究 被引量：2

5

作者 张韬 赵伟 +1 位作者 秦德胜 陈宝延 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2113-2120,共8页

根据小型涡轮发动机的使用条件,总压畸变是对发动机气动稳定性影响最大的外部降稳因子,小型涡轮发动机常采用模拟板方法为抗畸变试验提供总压畸变流场。本文设计了扇形板式可调压力畸变模拟器,用于涡扇发动机抗畸变试验。通过数值模拟... 根据小型涡轮发动机的使用条件,总压畸变是对发动机气动稳定性影响最大的外部降稳因子,小型涡轮发动机常采用模拟板方法为抗畸变试验提供总压畸变流场。本文设计了扇形板式可调压力畸变模拟器,用于涡扇发动机抗畸变试验。通过数值模拟获取了畸变模拟器的全流场特征,通过畸变模拟器吹风试验表明,扇形板后的流场掺混特性较好,扇形板畸变模拟器堵塞系数在8%~16%内,畸变模拟器的综合畸变指数在2%~13%内连续可调。畸变模拟器满足小型涡扇发动机抗畸变试验所需综合畸变指数要求。 展开更多

关键词 小型涡扇发动机 压力畸变模拟器 数值优化 试验测试 对比分析

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基于台架的涡扇发动机优化调整分析 被引量：2

6

作者 朱之丽 孟凡涛 陈宝延 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期583-587,共5页

提出了一种新的发动机优化调整方法 .这一方法以多自由度多目标优化理论为基础 ,利用发动机性能仿真模型和故障诊断模型 ,在对故障发动机进行故障诊断的基础上 ,通过调整发动机可调部件以使发动机的性能达到设计要求 .利用这一方法建立... 提出了一种新的发动机优化调整方法 .这一方法以多自由度多目标优化理论为基础 ,利用发动机性能仿真模型和故障诊断模型 ,在对故障发动机进行故障诊断的基础上 ,通过调整发动机可调部件以使发动机的性能达到设计要求 .利用这一方法建立的发动机调整模型被用于某型处于生产试验阶段的涡扇发动机的实际试车调整中 ,实践表明 。 展开更多

关键词 调整 优化 涡扇发动机 试车

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指数分布阶段可靠性增长模型的Bayes融合 被引量：12

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作者 周源泉 刘振德 +1 位作者 陈宝延 马同玲 《质量与可靠性》 2006年第2期14-18,共5页

对满足顺序约束条件的指数分布阶段可靠性增长模型,本文利用共轭型先验分布与由工程专家经验给出的延缓纠正有效性系数,给出了Bayes融合方法,讨论了Bayes融合结果的工程物理意义,最后用数值例说明了这些方法。在某型导弹的发动机的可靠... 对满足顺序约束条件的指数分布阶段可靠性增长模型,本文利用共轭型先验分布与由工程专家经验给出的延缓纠正有效性系数,给出了Bayes融合方法,讨论了Bayes融合结果的工程物理意义,最后用数值例说明了这些方法。在某型导弹的发动机的可靠性评估中应用了该方法,验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 可靠性工程 指数分布 顺序约束条件 阶段可靠性增长模型 BAYES 融合 纠正有效性系数 共轭型先验分布

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某型涡扇发动机的可靠性增长分析与评估 被引量：4

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作者 周源泉 刘振德 +3 位作者 陈宝延 李小彪 雷鸣 马同玲 《质量与可靠性》 2004年第3期42-45,共4页

本文给出了涡扇发动机可靠性增长分析与评估的流程与方法。分析结果表明,其初样、试样均有显著的可靠性正增长,其故障均可用幂律模型跟踪,试样的MTBF比初样有显著增长,试样MTBF的点估计为θ粎=8.744h,置信水平γ=0.90时,其下限θL=5.570h。

关键词 可靠性增长分析 涡轮风扇发动机 幂律模型 可靠性评估 置信水平

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PLP数据对HPP数据的等效折合

9

作者 周源泉 刘振德 +1 位作者 陈宝延 马同玲 《质量与可靠性》 2006年第3期5-8,共4页

对幂律过程(PLP)数据等效折合成齐次Poisson过程(HPP)数据提出了三种方法,经比较后选择了工程上可应用的方法。

关键词 可靠性工程 幂律过程(PLP) 齐次Poisson过程(HPP) 等效折合 BAYES方法 经典方法

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PLP数据对HPP数据的等效折合(续)

10

作者 周源泉 刘振德 +1 位作者 陈宝延 马同玲 《质量与可靠性》 2006年第4期7-10,共4页

对幂律过程(PLP)数据等效折合成齐次Poisson过程(HPP)数据提出了三种方法,经比较后选择了工程上可应用的方法。

关键词 可靠性工程 幂律过程(PIP) 齐次Poisson过程(HPP) 等效折合 BAYES方法 经典方法

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涡轮喷气发动机抗畸变流场模拟试验研究 被引量：4

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作者 陆传华 陈宝延 +2 位作者 赵英 雷鸣 郭昆 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期464-467,472,共5页

详细介绍了用于涡轮喷气 (风扇 )发动机抗畸变流场试验用畸变模拟器的组成、工作原理和标定方法 ,并给出了畸变流场的计算方法。模型与实物两种方法标定结果有较大差别 :畸变模拟器出口总压恢复系数σ模型比实物高 1%～ 2 %、流场畸变度... 详细介绍了用于涡轮喷气 (风扇 )发动机抗畸变流场试验用畸变模拟器的组成、工作原理和标定方法 ,并给出了畸变流场的计算方法。模型与实物两种方法标定结果有较大差别 :畸变模拟器出口总压恢复系数σ模型比实物高 1%～ 2 %、流场畸变度低 4 6 %～ 6 4 % ;某型涡扇发动机在进口畸变流场畸变度W =9 6 %下 ,发动机启动可靠、工作稳定 ,但进口流场畸变度将使压气机的喘振裕度减小 。 展开更多

关键词 涡轮喷气发动机 流场仿真 畸变模拟器 进口流场畸变 抗畸变流场模拟试验

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压力畸变对涡扇发动机稳定性影响的试验 被引量：4

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作者 陈玉春 胡梦觉 +3 位作者 陆传华 陈宝延 王菊金 赵英 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期146-149,共4页

为了评定涡扇发动机在稳态工作时的抗压力畸变能力 ,采用可调畸变度的发动机进口压力畸变模拟器 ,在发动机地面静止试车台上进行了不同进气畸变度下的整机抗畸变试验 ,试验中获取了发动机重要参数随不同畸变度的变化数据 。

关键词 涡轮风扇发动机 压力畸变 气动稳定性 试验 飞机

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径向进气多管脉冲爆震发动机设计

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作者 张义宁 刘振德 +1 位作者 王云雷 陈宝延 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期746-750,共5页

为了缩短脉冲爆震发动机工作过程中混气充填时间,采用旋转筒控制爆震室径向进气,设计了结构更为合理的多爆震室PDE试验原型机。该原型机可以在较短时间内完成爆震室的混气充填,为热态爆震燃烧过程留出更充裕的时间,对提高PDE工作频率和... 为了缩短脉冲爆震发动机工作过程中混气充填时间,采用旋转筒控制爆震室径向进气,设计了结构更为合理的多爆震室PDE试验原型机。该原型机可以在较短时间内完成爆震室的混气充填,为热态爆震燃烧过程留出更充裕的时间,对提高PDE工作频率和整机性能有促进作用。 展开更多

关键词 爆震 脉冲爆震发动机 旋转阀 设计

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