分流叶片周向位置设计及其对离心叶轮内部流动的影响

利用计算流体力学软件,对某高压比、高转速、小流量离心式压气机的半开式叶轮内部三维粘性流场进行了数值模拟研究。重点分析了分流叶片周向位置对叶轮内部流动和性能的影响,提出了适合此半开式离心叶轮分流叶片周向位置的设计方案。结果表明：分流叶片不同周向位置对流场影响明显,当分流叶片偏向长叶片吸力面侧时,叶轮流道内低速区增大,流动分布不均匀。研究还发现：固定分流叶片进口而将出口位置向长叶片压力面侧偏置,可以改善叶轮内部流动情况,提高叶轮性能。     

离心压气机叶轮的一种反问题设计方法及分析

在离心叶轮回转面上运用控制载荷方式的方法对叶片型线进行设计,并且与采用Pezier曲线构造法设计的子午面通道相结合,通过几何对应关系对叶片进行三维设计。在已设计的子午面轮廓和叶根为同一卸载式的加载规律前提下,设计了4种组合加载方式的叶轮。运用数值模拟的方法对叶轮模型的性能进行计算和分析,结果表明,设计方法可行,只要给出合适的加载规律和子午通道就可以设计出高性能的叶轮。这种设计方法可以通过调节叶片的不同组合的加载方式来达到灵活控制叶片扭曲状态和做功方式的目的。     

叶片安装角对离心压气机扩压器气动性能及失速机理影响研究

为了研究离心压气机扩压器异常叶片对于失速现象的诱发效果,以带有叶扩压器的高速离心压气机为研究对象,通过整体或局部改变扩压器叶片安装角,开展非定常数值模拟研究并与实验结果对比验证,研究叶片安装角改变对离心压气机性能、动态特性以及失速机理的影响规律。研究表明：整体负方向旋转叶片安装角会促使扩压器更加不稳定,旋转角度从-5°到5°,最高效率点对应的质量流量逐渐增大。其中安装角偏转+5°扩压器叶片前缘靠近轮缘壁面发生流动分离,诱使无叶区间产生回流;而偏转-5°扩压器轮毂附近的流动分离主要发生在尾缘,造成扩压器叶片吸力面附近产生大范围回流。单个叶片安装角发生较大偏转(大于10°)时,扩压器比叶轮更早进入失速状态,且失速的机制可能会随着安装角偏移的增大发生改变。     

海洋温差能向心透平的气动设计及性能研究

通过对7.5 kW海洋温差能向心透平的蜗壳、喷嘴和叶轮进行气动设计,模拟研究了透平在设计工况及非设计工况下的气动性能。采用经验参数及遗传算法优化方法对透平的一维参数进行设计,得到一维设计结果,并据此对蜗壳、喷嘴和叶轮进行三维设计,得到透平的气动结构造型。利用CFD技术模拟研究了透平的三维流场及性能,得到透平在设计工况及非设计工况下的性能,模拟结果表明:在设计工况下,透平效率为86.5%;在非设计工况下,透平效率随着叶轮转速的增加而增大,但增加至设计转速后,透平效率增加幅度较小;随着进口温度的升高,透平效率逐渐增大;当进口压力为设计工况压力时,透平效率存在最大值;非设计工况下的透平功率基本与叶轮转速、进口压力和进口温度均呈正相关;设计工况下的最佳喷嘴-叶轮相对径向间隙为0.05,可变喷嘴叶片安装角为35～40°。     

分流叶片进口直径对离心泵空化特性影响

为探究分流叶片对离心泵空化性能的影响,以IS80-50-200模型泵为研究对象,在模型泵上设计添加了3种不同进口直径分流叶片,利用CFD软件对离心泵进行全流道三维定常湍流空化数值模拟,分析不同汽蚀余量对离心泵空化特性和叶轮内部流场的影响,探究叶轮空化初生和发展规律。结果表明:添加分流叶片后,泵的扬程、效率均有一定程度的提高,且分流叶片的进口直径对扬程和效率的影响不大;泵的H-Q曲线驼峰减弱;泵的抗空化性能均有提高。在研究的水力模型中,当离心泵短叶片进口直径为0.8D2时,泵的抗空化性能最好。添加分流叶片后,长叶片两侧压差减小,叶轮进口处的低压区范围变小,有利于提高泵的抗空化能力。     

基于遗传算法的叶片安装排序优化系统的开发及应用

叶片加工质量不均匀导致叶片安装后转子的不平衡量增加，动平衡工作量加大；旧机组现场更换叶片后，叶片更换前后在不同平衡面产生的不平衡力矩的变化将导致轴系不平衡增加，振动加大。为了减少叶片安装产生的不平衡量，在简要介绍遗传算法基本原理的基础上将其应用于叶轮机械叶片的优化排序安装，解决了以前采用穷举法对于大量叶片优化排序所碰到的求解时间长，得不到优化结果的问题。可以用于叶轮机械叶片的优化安装排序。     

动叶可调轴流风机前后级叶轮单叶片非同步调整时的内流特征

对某两级动叶可调轴流风机进行了整机三维定常数值模拟,研究了不同工况下第一、第二级叶轮单叶片安装角发生非同步调整对风机整机、单级叶轮以及异常叶片周围流场的影响.结果表明:叶片安装角发生小角度偏离时,风机的全压和效率均变化不大,随着偏离度△βy的增大,风机性能显著恶化;第一级叶轮异常时风机的整体性能、单级叶轮的总压升能力和异常叶片自身的做功性能以及前后级导叶效率均劣于第二级叶轮异常时,尤其是负向偏离时表现更显著,仅△βy=12°时优于第二级叶轮异常时;正向偏离时,第一、第二级叶轮的熵产率和流线分布呈相似规律,均在异常叶片吸力面侧尾缘形成高熵产率区和分离涡,其大小随△βy增大而增大;负向偏离时,第一级叶轮异常时在异常叶片的压力面侧为高损失区,而第二级叶轮异常时则对相邻叶片的吸力面产生影响,并在其尾部形成分离涡.     

离心压气机叶轮叶片加工干涉计算机辅助分析

<正> 1 前言离心压气机叶轮叶片的形状,对叶轮的流场和性能有重要的影响。为了研制高性能的压气机,在给出叶片叶轮形状之后,需进行叶轮三元流场计算。根据流场情况,调整叶片叶轮形状,以优选出流场好、预期性能较佳的叶轮。在叶轮转速高的情况下,还需进行叶片动静强度校核,以保证压气机能持久安全的运行。加工压气机叶轮时常存在干涉(过切)现象。文献[1]曾对此进行过分析探讨,指出用指状或柱状铣刀的侧面加工叶片时,铣刀面同一母线上各点法线方向相同,而非可展曲面的直纹面叶片的直母线上各点法线方向     

利用切向进气降低压气机喘振流量的研究

采用粒子图像速度场仪 (PIV)对叶轮进口处的旋流速度场进行测定 ,研究了切向进气装置的不同结构和工作参数对压气机叶轮进口处旋流流场的影响规律 ,并对采用切向进气方式降低压气机喘振流量进行了试验研究。试验结果表明 :采用切向进气能够有效改变压气机叶轮进口处气流的预旋角 ,可以通过改变切向进气装置的结构和工作参数来改变叶轮进口处的旋流场。压气机逼喘试验结果证明 ,即使采用简单的切向进气结构也能够有效降低压气机的喘振流量     

一种垂直轴螺旋形风力叶轮附近的三维湍流特征

以FIN翼型作为基本翼型,设计了一种垂直轴螺旋形风力叶轮。运用商用CFD软件Fluent对叶轮附近的三维湍流场进行了非定常数值模拟,分析了基本截面在不同迎风角度下的受力特征,获得了在最大力矩系数工况下流场中的流速和压力系数分布,并对比分析了不同扭角时的力矩系数。研究结果表明:采用不同迎风角度基本截面上的合力方向有较大差别,整个叶片上的力构成了复杂的力系;在最大力矩条件下,随着叶轮高度的变化,叶轮内的气流扩散区逐渐增大,压力系数分布逐渐减小;在不同叶片扭角条件下,力矩系数在叶轮旋转过程中的波动特征不同,90°叶片扭角力矩波动幅度较小,运行相对稳定。     

主油泵叶轮的焊接

介绍了铸造P Sn青铜的手工电弧焊及手工钨极氩弧焊。对试验结果分析,得到了较好的焊接工艺,顺利完成了叶轮的补焊。     

涡轮增压器整体式压气机叶轮超速处理剖析

国外公司在其系列增压器中开始采用整体式压气要叶轮。本文论述了对整体式压气机叶轮经超速试验后的应力分布进行计算的塑性有限元法，及确定叶轮最佳超速转速、预应力处理的效果的方法。本文还就叶轮在超速试验过程中的塑性变形情况，介绍了适用于整体式叶轮超速试验的一种弹簧压紧工装，并论述了此工装的优点。     

增压器涡轮叶片设计及模态分析

本篇文章介绍了内燃机径流式废气涡轮增压器叶片三维设计方案及有限元分析。该涡轮叶片采用经验设计法进行设计,通过CAD和PRO／E等三维建模软件绘出其工程图,并导入ANSYS对其进行有限元网格剖分,再加载边界条件对其进行模态分析,以确保符合材料的热强度,有足够的强度和刚度,具有良好的工艺性。对于分析叶片的变形原因具有一定的参考价值。     

动力涡轮叶轮流场分析

为了研究动力涡轮关键部件的流场,借助GT-Power一维模型获取的概括性数据作为建模的边界条件,建立了动力涡轮关键部位的模型,划分网格,利用CFX分析得出子午面,叶片不同叶高,气动载荷,熵分布分析的云图与分析结果,分析了流场内气流分离和尾流现象的产生机理,有助于改进动力涡轮整体气动造型和局部气动造型,为动力涡轮的改进和优化提供了理论依据。     

叶轮部装结构的装配性能分析

为了研究大型压缩机组用闭式叶轮在装配过程中及装配完成后主轴抱弯的产生机理,减少事故的发生,以某大型压缩机组用闭式叶轮部装结构为研究对象,以有限元法为基础,利用非线性接触理论,分析叶轮部装结构在装配过程结束达到稳态后,轮毂与轴接触处的应力大小与分布情况,并根据分析结果对部装结构进行优化,使接触应力分布更加合理,优化了部装结构的装配工艺性。经整机运行试验验证使用优化后的部装结构,大幅度降低了弯轴事故的发生率。     

超速叶轮残余变形分析

将柴油机涡轮增压器叶轮简化为一个均质、等厚、变密度的旋转圆盘,按轴对称平面应力弹塑性分析方法计算了国产某型增压器叶轮在３００００ｒ／ｍｉｎ超速预加载后的残余应变场和轮内塑性区尺寸;又用电阻应变测量法测得超速叶轮的实际应变。两种方法得到的残余应变的分布规律和数值都十分吻合,表明了超速工艺在叶轮制造中的必要性,也为叶轮的设计和加工提供了可信的数据。     

涡轮增压器叶轮超速预过载处理技术的研究(1)——超速预过载叶轮残余变形场分析

利用循环对称条件，将增压器叶轮简化为由实体单元与平面壳体单元组合而成的有限元分析模型。用模塑性有限元法分析超速预过载处理后叶轮的残余位移，应变及应力场、给出相应的求解结果。将叶轮关键部位的实测值与计算结果比较，结果表明本文所采用的有限元分析模型是可行的，弹塑性有限元分析结果可作为叶轮设计及加工工艺的参考。     

汽轮机转子叶轮裂纹及叶片损坏处理

汽轮机组在检修期间检查发现转子叶轮叶根槽位置存在裂纹,且部分级次叶片损坏严重.通过安全性等校核,以及进行热力、凝汽器等核算,提出了可行的处理方案,以最短的时间恢复了机组运行.     

汽轮机叶轮应力计算方法

轮盘应力分析是汽轮机结构设计中的一个重要环节,对汽轮机转子的安全监测、寿命管理和评估均具有重要的意义。根据汽轮机叶轮应力和变形的基本方程式,用最小二乘法拟合复杂的转轮剖面形状,将无约束最优化方法引入打靶法,编写了计算程序,对二阶常微分方程进行了数值计算。算例结果与二次计算法结果接近,说明该算法是合理的。该方法与二次计算法相比,有简便的特点,在工程实际中具有一定的实用价值。     

车用涡轮增压器压气机叶轮振动特性分析

利用CAD软件对增压器的压气机叶轮进行了三维实体造型,并运用有限元分析软件I-DEAS对叶轮进行振动特性分析,得到了叶轮在不同转速下的固有频率值及相应振型,通过Matlab软件绘制Camp-bell图,找到了叶轮容易发生共振时的转速和激振频率.从而为该增压器叶轮的优化设计提供依据.