变几何涡轮燃气轮机总体性能研究 被引量：1

1

作者 吴川 赵军 +1 位作者 陶睿 蒋进 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期83-93,共11页

为深入了解变几何涡轮对燃气轮机的总体性能影响机理,通过部件法对燃气轮机进行建模,然后分别改变高压涡轮、中压涡轮和动力涡轮的第一级导向器喉道面积,在不考虑导叶两端调节机构和导叶间隙等对涡轮效率影响情况下,对燃气轮机总体性能... 为深入了解变几何涡轮对燃气轮机的总体性能影响机理,通过部件法对燃气轮机进行建模,然后分别改变高压涡轮、中压涡轮和动力涡轮的第一级导向器喉道面积,在不考虑导叶两端调节机构和导叶间隙等对涡轮效率影响情况下,对燃气轮机总体性能的变化情况进行了系统地分析,并得出各截面的总温与总压变化情况。结果表明:在采用保持高压涡轮入口总温恒定的控制规律时,增大燃气轮机的高压涡轮流通能力,燃气轮机输出轴功率与耗油率均不断增加,高压涡轮流通能力增加10%,输出轴功率与耗油率分别上升2.83%与1.13%;增大燃气轮机的中压涡轮流通能力,导致燃气轮机输出轴功率降低,耗油率上升,中压涡轮流通能力增加10%,输出轴功率降低9.96%,耗油率上升3.63%;动力涡轮流通能力增加,燃气轮机输出轴功率先上升,后有小幅下降,耗油率增大,动力涡轮流通能力变化量从0增加到10%,输出轴功率降低0.05%,耗油率增加2.01%。 展开更多

关键词 变几何高压涡轮 变几何中压涡轮 变几何动力涡轮 性能研究 燃气轮机

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变几何涡轮动叶栅流场的PIV实验研究 被引量：7

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作者 马超 臧述升 黄名海 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期458-462,481,共6页

对某变几何涡轮在不同导叶转角工况下进行了内流场PIV实验研究,获得了动叶叶栅流道及其下游区域详细的流场及涡量场数据,并对其进行了对比分析.结果表明:导叶转角从6°转到-6°的过程中,叶轮出口截面最大速度增加约11%,叶轮流... 对某变几何涡轮在不同导叶转角工况下进行了内流场PIV实验研究,获得了动叶叶栅流道及其下游区域详细的流场及涡量场数据,并对其进行了对比分析.结果表明:导叶转角从6°转到-6°的过程中,叶轮出口截面最大速度增加约11%,叶轮流道内部最大绝对速度增加约40.6%,气流角度单调变化,叶轮输出功率在这一过程中增加了42%;但随着导叶转角的减小,下游动叶流道的流动损失有所增加. 展开更多

关键词 变几何涡轮 动叶栅 流场 PIV实验 导叶转角

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航空发动机变几何涡轮增压性能研究 被引量：3

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作者 徐斌 周帆 +2 位作者 杨世春 田富刚 谭龙兴 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1523-1530,共8页

提出了一种变几何涡轮增压器用于发动机高空恢复功率的方法,并对其调节规律和相关特性进行研究。依据涡轮流动模型,分析了相同工况下不同喷嘴环开度对涡轮增压器工作的影响。在GT-POWER中建立了变几何涡轮增压发动机模型,通过全高度下... 提出了一种变几何涡轮增压器用于发动机高空恢复功率的方法,并对其调节规律和相关特性进行研究。依据涡轮流动模型,分析了相同工况下不同喷嘴环开度对涡轮增压器工作的影响。在GT-POWER中建立了变几何涡轮增压发动机模型,通过全高度下不同工况的仿真分析,验证了变几何涡轮增压发动机恢复海平面功率的应用。结果表明,匹配了变几何涡轮增压器的发动机能够显著提高发动机高空可调范围,其使用升限从5 km提升到了6 km,对变几何涡轮增压器应用于恢复功率与喷嘴环开度的调节规律具有指导意义。 展开更多

关键词 航空活塞发动机 变几何涡轮增压 功率特性 可调范围 使用升限

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变几何涡轮蛤壳状导叶的气动性能数值模拟分析

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作者 汤涛 李彦静 +1 位作者 宋义康 高杰 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第2期212-219,共8页

[目的]为了提升燃气轮机的工作性能,开展变几何涡轮蛤壳状导叶的气动性能研究工作。[方法]以某典型变几何涡轮导叶为原型,构建导叶压力侧固定且吸力侧旋转的涡轮蛤壳状导叶模型。基于剪切应力传输(SST)模型进行数值模拟,分析涡轮蛤壳状... [目的]为了提升燃气轮机的工作性能,开展变几何涡轮蛤壳状导叶的气动性能研究工作。[方法]以某典型变几何涡轮导叶为原型,构建导叶压力侧固定且吸力侧旋转的涡轮蛤壳状导叶模型。基于剪切应力传输(SST)模型进行数值模拟,分析涡轮蛤壳状导叶和普通变几何涡轮导叶在不同工作状态下的参数变化规律。[结果]计算结果表明:当导叶旋转角为+3°~–3°时,涡轮蛤壳状导叶的气动性能具备一定优势,其流量更大且总压损失系数更小;当导叶旋转角超过+3°时,其流量增幅将明显减小,甚至出现停止增长或负增长的趋势;当吸力面的旋转角由负角度逐渐增加到0°时,总压损失系数将逐渐减小;当旋转角大于0°时,总压损失系数将随着旋转角的增加而增加。[结论]涡轮蛤壳状导叶可以在一定程度上改善涡轮的气动性能。 展开更多

关键词 燃气轮机 变几何涡轮 蛤壳状导叶 气动性能 数值模拟

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变几何涡轮流动机制及气动性能数值模拟研究 被引量：6

5

作者 李天禄 乔渭阳 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第35期9602-9607,共6页

使用CFD软件对某发动机高低压涡轮,通过调节高压涡轮导叶安装角度改变喉道面积,对安装角变化前后涡轮的性能及其流场的变化进行了数值模拟。详细分析了当高压涡轮导叶几何可调时,高、低压涡轮等熵效率、进口流量、反力度、出口总压损失... 使用CFD软件对某发动机高低压涡轮,通过调节高压涡轮导叶安装角度改变喉道面积,对安装角变化前后涡轮的性能及其流场的变化进行了数值模拟。详细分析了当高压涡轮导叶几何可调时,高、低压涡轮等熵效率、进口流量、反力度、出口总压损失系数、进出口气流角的变化规律。结果表明,通过调节高压涡轮导叶安装角,可有效控制涡轮进口流量,有效调节焓降在级间的分配。高压涡轮导叶打开或关闭,打开5°时效率有一定的提高,关闭时效率下降十分严重。高压涡轮导叶可调将对低压涡轮性能和流场造成一定的影响。 展开更多

关键词 可调导叶 数值模拟 喉道面积 变循环发动机 变几何涡轮

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变几何涡轮与可调喷管发动机总体性能研究 被引量：2

6

作者 吴川 赵军 陶睿 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期67-76,共10页

为更加全面地展现变几何涡轮和可变喷管对发动机性能的影响情况,使用部件法对发动机进行建模,然后分别在改变高压涡轮第1级导向器喉道面积、改变低压涡轮第1级导向器喉道面积和改变喷管出口面积的情况下,系统地分析了发动机性能的变化情... 为更加全面地展现变几何涡轮和可变喷管对发动机性能的影响情况,使用部件法对发动机进行建模,然后分别在改变高压涡轮第1级导向器喉道面积、改变低压涡轮第1级导向器喉道面积和改变喷管出口面积的情况下,系统地分析了发动机性能的变化情况,对总体性能参数进行了定量的研究。结果表明:增加高压涡轮流通能力或低压涡轮流通能力,尾喷管进口总温与总压均升高,推力和燃油消耗率均增加;当高压涡轮流通能力增加10%时,推力仅增加1.69%,燃油消耗率增加2.52%,而当低压涡轮流通能力增加10%时,推力增加13.16%,耗油率也增加12.42%;扩大尾喷管出口面积,尾喷管进口总温与总压均降低,推力和燃油消耗率均减小,当尾喷管出口面积增加10%时,推力有16.19%的大幅降低,燃油消耗率减小4.02%。 展开更多

关键词 变几何高压涡轮 变几何低压涡轮 变喷管面积 性能研究 燃气涡轮发动机

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高压涡轮变几何对高低压涡轮流场匹配及气动性能的影响 被引量：5

7

作者 许晶莹 乔渭阳 黄鹏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1170-1178,共9页

为了研究高压涡轮变几何对涡轮整体性能的影响,对涡轮高压级进行球面端壁变几何改型,并对该涡轮的高、低压级流动进行了全三维数值模拟研究。结果显示:高压可调导叶旋转通过改变低压涡轮进口总温、质量流量来实现对低压涡轮比焓降和功... 为了研究高压涡轮变几何对涡轮整体性能的影响,对涡轮高压级进行球面端壁变几何改型,并对该涡轮的高、低压级流动进行了全三维数值模拟研究。结果显示:高压可调导叶旋转通过改变低压涡轮进口总温、质量流量来实现对低压涡轮比焓降和功率的调节,低压涡轮功率随可调导叶旋转将出现大范围的变化,低压涡轮效率随可调导叶的关闭会有所下降;高压导叶可调会改变低压涡轮进气角,进而影响低压导叶的流场结构和损失;随着轴向位置远离可调导叶,下游叶排内流场受可调导叶旋转的影响将减小。 展开更多

关键词 变几何涡轮 球面端壁 变循环发动机 高低压涡轮匹配 可调导叶

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变几何低压涡轮气动性能研究 被引量：2

8

作者 吴中野 方祥军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期269-276,共8页

为了探索变几何涡轮气动设计方案,导向器与动叶均采用厚前缘与后加载型叶片设计以及动叶进口负攻角设计。为了提高涡轮输出功,低压涡轮采用了大流道扩张角设计。应用数值方法对此设计涡轮进行了不同导向器开度以及有无导向器端壁径向间... 为了探索变几何涡轮气动设计方案,导向器与动叶均采用厚前缘与后加载型叶片设计以及动叶进口负攻角设计。为了提高涡轮输出功,低压涡轮采用了大流道扩张角设计。应用数值方法对此设计涡轮进行了不同导向器开度以及有无导向器端壁径向间隙的涡轮气动性能与流场结构特性研究,并对大流道扩张角的导向器端壁径向间隙变化进行了理论分析。结果表明在设计点工况下,基本涡轮效率为0.903,相对折合流量为1.006,满足设计需求;大流道扩张角下,导向器端壁径向间隙对涡轮性能影响很大;在设计工况下,随着导向器开度的逐渐关小,涡轮主要气动参数反力度降低,通流流量下降,而效率变化相对较小,有利于调节发动机工作状态。在非设计工况下,涡轮效率随膨胀比变化亦相对较小。可见此设计变几何涡轮给发动机带来较大收益。 展开更多

关键词 变几何涡轮 厚前缘 后加载 负攻角 大扩张角 端壁径向间隙

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舰船燃气轮机变几何动力涡轮三维粘性流场的数值分析 被引量：12

9

作者 冯永明 刘顺隆 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期580-585,共6页

基于耦合求解可压缩Favre平均Navier-Stokes方程及Menter的 Shear Stress Transport Model (SST)双方程湍流模型,对一个考虑采用可调导叶设计的舰船燃气轮机变几何动力涡轮的全流场进行了三维粘性数值模拟,研究了可调导叶转动导致变几... 基于耦合求解可压缩Favre平均Navier-Stokes方程及Menter的 Shear Stress Transport Model (SST)双方程湍流模型,对一个考虑采用可调导叶设计的舰船燃气轮机变几何动力涡轮的全流场进行了三维粘性数值模拟,研究了可调导叶转动导致变几何动力涡轮气动性能变化的流场机理,重点分析了低工况下可调导叶级动叶栅流道内三维分离涡流场的结构特征,指出与定几何动力涡轮相比,由于可调导叶的关小不仅造成可调导叶级动叶处于大攻角三维分离涡流场运行,而且使整个变几何动力涡轮的效率显著下降了1%～5%. 展开更多

关键词 三维粘性流场 SST双方程湍流模型 数值分析 变几何动力涡轮 舰船燃气轮机

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低压涡轮导向器开度对变循环发动机的影响 被引量：2

10

作者 何雨婷 王英锋 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期651-657,共7页

建立了变循环发动机整机模型并对可变几何低压涡轮特性进行修正,研究了低压涡轮导叶开度从-6°~6°时对各部件以及发动机整体性能的影响。结果表明:随低压涡轮导向器角度变大,低压涡轮进口折合流量增大,不论低压涡轮导向器开大... 建立了变循环发动机整机模型并对可变几何低压涡轮特性进行修正,研究了低压涡轮导叶开度从-6°~6°时对各部件以及发动机整体性能的影响。结果表明:随低压涡轮导向器角度变大,低压涡轮进口折合流量增大,不论低压涡轮导向器开大或关小,高、低涡轮效率均下降;随导叶开度增大,高压涡轮膨胀比增大,高压轴功率增大,高压压气机(High pressure compressor,HPC)与核心机驱动风扇级(Core driven fan stage,CDFS)压比增大;双外涵模式下涡轮导叶角度为0°时单位推力最大,单外涵模式下涡轮角度为-1°时单位推力最大。 展开更多

关键词 变循环发动机 变几何低压涡轮 导叶开度 涡轮效率 单位推力 单位耗油率

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摆杆式导叶调节机构的设计与研究 被引量：1

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作者 吕明 陈良玉 +1 位作者 仲岩 王雷 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第4期28-32,共5页

为促进变几何涡轮在航空发动机中的广泛应用,提高变几何涡轮的工作效率,设计了一种用于变几何涡轮的摆杆式导叶调节机构。采用Adams软件对导叶调节机构进行了运动学仿真研究,仿真结果验证了调节机构设计的可行性,通过仿真发现这样的导... 为促进变几何涡轮在航空发动机中的广泛应用,提高变几何涡轮的工作效率,设计了一种用于变几何涡轮的摆杆式导叶调节机构。采用Adams软件对导叶调节机构进行了运动学仿真研究,仿真结果验证了调节机构设计的可行性,通过仿真发现这样的导叶调节机构至少需采用3个作动筒同时驱动才能保证涡轮调节的精度要求。在Adams中对机构进行了参数化建模,利用参数化模型分析了尺寸误差和间隙对导叶转动精度的影响,并且以前十次仿真为例计算了调节机构导叶角度重复位置精度的可靠度。研究结果表明设计的导叶调节机构结构合理、可靠性高。 展开更多

关键词 航空发动机 变几何涡轮 调节机构 导叶

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