蜗壳型线对喷嘴出口速度场影响的研究

用心形线表征了一种涡轮增压器无叶壳梨形流道横截面轮廓，用有限差分法计算了涡轮增压器蜗壳流场，分析了无叶喷嘴出口气流速度和气流角的分布，经与测量结果比较两者吻合较好。在此基础上，研究了三种不同蜗壳型线对喷嘴出口速度场的影响。结果表明，C型线蜗壳喷嘴出口的总速度v和气流角α分布均匀，A、B型线蜗壳喷嘴出口的总速度v和气流角α分布不均匀。     

车用柴油机增压器蜗壳喷嘴出口流场测试

本文介绍了用热线（热膜）风速仪（HIFA）X型探针对专用柴油机增压器蜗壳喷嘴出口速度的测量结果，给出了沿圆周方向的切向，径向速度分布以及气流角的分布情况,对各种影响速度分布不均匀性及蜗壳效率的因素进行了分析。     

可调向心涡轮蜗壳流动周向非均匀性的研究

针对某可调向心涡轮增压器,基于蜗壳流动周向非均匀性的分布规律,提出采用改进喷嘴座连接臂结构和非均匀布置可调导叶的设计方案,以降低涡轮级各部分的流动损失,提高涡轮效率.结果表明:改型后涡轮工作在发动机标定功率工况对应相似转速条件下效率相对提高值最大为5.18%,,发动机最大转矩工况对应相似转速条件下效率相对提高值最大为3.57%,;改型后蜗壳出口气流角变得更加均匀,蜗壳出口气流角与导叶开度角相接近,减小了喷嘴环区域的流动损失,解释了改型前、后涡轮效率提高的原因;改型后各叶轮流道流量的周向非均匀性明显降低,各叶轮叶片负荷周向分布更加均匀.证明改型方案对提高涡轮效率,降低叶片振动,延长涡轮有效使用寿命具有积极的影响.     

蜗壳型线对喷嘴出口速度分布的影响

本文用SIMPLEST算法，以κ-ε双方程模型模拟蜗壳内的气体流动情况，计算了不同型线蜗壳其喷嘴出口处的气流角和速度的分布情况。通过对计算结果的比较分析，阐述了蜗壳型线对喷嘴出口气流参数分布的影响。     

增压器蜗壳出口流场测试分析

本文着重讲述了采用热线风速仪对一径流涡轮增压器涡轮无叶壳出口流场的测试与分析，给出了蜗壳出口速度及气流角沿圆周方向的分布，并对测试结果进行了分析评判。     

不同型线蜗壳喷嘴出口的速度分布特性

用数值计算的方法，以κ-ε双方程模型模拟壳内的气体流动情况，以心形线拟合壳的通流截面，用SIMPLEST算法计算了3种不同型线蜗壳其喷嘴出口气流角和速度的分布情况。这3种型线分别为：1）特征长度沿周血线性变化；2）通流截面沿周向线性变化；3）Aθ/γθ沿周向线性变化。对计算结果的比较表明，蜗壳型线的变化对喷嘴出口气流参数的分布会产生明显的影响。当Aθ/γθ沿周向线性变化时，喷嘴出口参数的分布最均匀。     

蜗壳型线对喷嘴出口速度分布的影响

本文用SIMPLEST算法,以k-ε双方程模型模拟蜗壳内的气体流动情况,计算了不同型线蜗壳其喷嘴出口处的气流角和速度的分布情况.通过对计算结果的比较分析,阐述了蜗壳型线对喷嘴出口气流参数分布的影响.     

新型可调向心涡轮增压器导叶调节机构设计

针对目前可调向心涡轮增压器导叶调节机构存在的问题,提出了一种安装于涡轮壳体上的增压器导叶调节机构设计方案.该新方案取消了传统增压器调节机构中的定距套(或喷嘴座)结构,利用3个钝头气动叶型固定导叶来控制喷嘴环的宽度,固定导叶的安装角与增压器设计工况点相适应.新设计方案拟减小蜗壳或导叶流道中由于特定结构所导致的局部扰动,降低其流动损失,提高涡轮效率.所设计的增压器导叶调节机构安装于涡轮壳体的排气端,中间体部分不需要做任何结构上的改动,给工程应用带来便利.对新设计方案、喷嘴座结构方案和定距套结构方案进行了相同工况的数值计算,通过分别对比效率和蜗壳出口气流角周向分布,从理论上验证了设计方案的可行性.     

变截面涡轮(VGT)无叶喷嘴出口气流速度均匀系数及蜗壳系数

本文用ＩＦＡ３００热线（热膜）风速仪Ｘ形探针测量了双舌形ＶＧＴ蜗壳无叶喷嘴出口气流速度，用提出的速度分布均匀系数对其不均匀性进行了定量评定，并研究了蜗壳系数随ＶＧＴ挡板开度的变化。     

蜗壳周向流动非均匀性对可调向心涡轮性能的影响

基于蜗壳周向流动不均匀的特性,建立增压器涡轮级全周计算模型,并与试验数据进行对比,验证数值计算结果的有效性.在此基础上,根据试验数据确定边界条件进行三维黏性数值计算,重点探讨蜗壳周向流动非均匀性对可调向心涡轮内部流场的影响.计算结果表明:该增压器蜗壳周向流动的非均匀性导致导叶和叶轮内部的流场分布出现周向不均匀的特性,即导叶入口气流角周向分布变化较大,叶轮各叶片负荷和各通道流量均呈现周向分布不均匀的特点.个别叶片负荷突变,有可能诱发叶片振动,降低涡轮使用寿命.     

高压水扇形喷嘴结构参数对内部流场影响的数值模拟

利用计算流体软件建立了扇形喷嘴内部流场的三维数学模型,采用标准k-ε湍流模型对其进行了数值模拟,分析了喷嘴主要结构参数对流场速度分布、压力分布和射流速度的影响。结果表明:收缩角对喷嘴内部流场,尤其是射流速度有较大的影响,以13°～15°为最佳;出口长径比对射流流态和射流速度均有一定的影响,宜在2～4之间更有利于喷嘴的射流;V形切槽的夹角对射流出口速度的影响较明显,在15°～30°时有较好的集束性,但射流速度不高,30°～45°有较好的射流速度,45°～60°可获得高的射流速度,但集束性较差。     

Influence of blade outlet angle on performance of low-specific-speed centrifugal pump

In order to analyze the influence of blade outlet angle on inner flow field and performance of low-specific-speed centrifugal pump, the flow field in the pump with different blade outlet angles 32.5° and 39° was numerically calculated. The external performance experiment was also carried out on the pump. Based on SIMPLEC algorithm, time-average N-S equation and the rectified k-? turbulent model were adopted during the process of computation. The distributions of velocity and pressure in pumps with different blade outlet angles were obtained by calculation. The numerical results show that backflow areas exist in the two impellers, while the inner flow has a little improvement in the impeller with larger blade outlet angle. Blade outlet angle has a certain influence on the static pressure near the long-blade leading edge and tongue, but it has little influence on the distribution of static pressure in the passages of impeller. The experiment results show that the low-specific-speed centrifugal pump with larger blade outlet angle has better hydraulic performance.     

单向特斯拉环形密封泄漏控制方法研究

针对透平机械动静间隙工质泄漏问题,提出新型单向特斯拉环形密封,建立特斯拉环形密封三维模型,采用计算流体力学方法研究特斯拉喷嘴几何结构(轴向数量、分流角、回转直径、喷嘴直径)与运行参数(压比、转速)对密封泄漏特性的影响。结果表明：特斯拉环形密封可以有效降低密封出口流速,抑制密封泄漏,最高可使泄漏量降低15.7%;高压比、高转速下特斯拉环形密封抑制泄漏效果更佳;轴向数目和喷嘴直径都存在一个最佳值,使特斯拉环形密封出口流速最小,泄漏量最低;随分流角减小,特斯拉环形密封出口流速与泄漏量减小;回转直径较小时,对特斯拉环形密封出口流速与泄漏量影响小,但超过喷嘴直径2倍后会使出口流速与泄漏量小幅回升。     

一级半轴流式透平级内部若干非定常流动现象的试验研究

设计研制了具有亚音速透平高压级气动特性的一级半轴流式试验透平,采用试验方法对时序效应、叶栅壁面非定常静压幅频特性以及动叶出口非定常速度场进行了研究。结果表明:时序效应具有改善轴流式透平气动性能的潜力;动、静叶排压力有势场干涉引发的基频信号和上游静叶尾迹片段引发的两阶倍频信号,构成了第二列静叶壁面静压非定常分量的基本频率特征,其间还伴随高达六阶的倍频信号,主要由动叶尾缘高频脱落的涡街扰动产生;尚未完成掺混的第一列静叶尾迹片段出现在动叶出口,由其引发的负射流显著改变了动叶出口局部位置处的气流偏转角。     

旋流喷嘴缩放型出口的流动特性

利用VOF(volume of fluid)方法对旋流式喷嘴气液两相流动进行了数值模拟.分析了缩放型出口结构功能和其内的流场特征.结果表明,喷嘴出口处液膜厚度和速度分布存在周向不均匀性.旋流室与出口段的结构连接方式较充分地利用了旋流室的加速功能,但也会造成流场方向强烈扭曲.随入口压力增大,出口液体的径向、切向和轴向速度均增大,而液体速度方向变化微小.收缩段和喉部上部对液体有加速作用;喉部能较平滑的引流;扩张段损耗了液体速度,但足够长的扩张段有控制液体喷淋方向作用.     

高能管道断裂蒸汽喷射过程数值模拟

使用star ccm+软件,以完全断裂的高能管道为研究对象,针对3~15MPa的饱和蒸汽喷射过程进行了数值模拟研究。主要研究了管道断裂后喷射过程中喷射锥的影响范围、喷射锥内压力和速度分布规律,并针对不同的压力、喷管长径比研究了喷嘴后不同位置处所受的喷射冲击力。研究表明在喷嘴出口处压力快速下降,蒸汽速度迅速增大,之后会有一定波动;压力升高对喷嘴出口蒸汽最高速度的影响不大,但会影响喷射冲击力的大小;除此之外,距喷嘴出口处的距离、喷管长径比等也会影响喷射冲击力的大小。     

液态LPG喷射发动机喷嘴内部气穴现象的数值解析

建立了描述液态LPG燃料性质的13种物化参数的数据库,并将其编译导入通用CFD软件Fire 8.5.在验证了解析方法可行性的基础上,数值解析了液态LPG喷嘴内部在不同喷孔形状时的气穴现象,考察了气穴生成的位置、喷孔出口处的燃料体积分数的分布等.结果表明:单孔喷嘴内部的气穴发生在喷孔入口拐角处,气穴生成区域呈圆周均匀分布,并且一直延伸至喷孔出口;而双孔喷嘴内部的气穴总是发生在与垂直来流方向呈锐角分布的两喷孔入口处,随着流动的发展,气穴生成区域迅速地向喷孔中心扩散.无论是单孔还是双孔LPG喷嘴,气穴现象使得实际的喷孔流通截面积发生变化.     

喷孔几何特征对变截面喷油孔空穴流动状态的影响

采用混合多相流模型及空穴模型相结合的方法,对喷油嘴激光打孔过程形成的变截面喷油孔内空穴流动现象进行数值模拟,重点分析喷孔几何特征对空穴流动状态的影响规律.结果表明,变截面喷孔内喷孔截面收缩或者扩张的程度及位置对孔内燃油空穴流动状态具有重要影响.截面收缩型的喷孔可在出口形成更大的空穴强度分布,利于促进燃油的初次分裂及雾化.截面扩张型喷孔可使得出口燃油速度分布更均匀,出口平均速度增大,从而提高流量系数;研究还发现,相对于直喷孔,变截面喷油孔内空穴流动状态对孔入口倒角变化的敏感性减小,这将有利于提高多孔喷嘴各孔流量及雾化的均匀性.     

掺混燃油在离心喷嘴内的流动与雾化特性研究

燃料性质的改变会导致雾化特性的变化,针对乙醇掺混航空煤油在离心式压力雾化喷嘴内的流动与雾化特性开展了研究。通过耦合流体体积法(VOF)和离散相模型(DPM),研究了不同乙醇掺混体积分数下掺混燃油在离心式喷嘴中的内部流动和外部雾化过程。研究结果表明：在压差不变时,喷嘴内空气芯直径随着掺混燃油内乙醇体积分数的增加而增大;而液膜厚度则与空气芯直径成反比,随着乙醇体积分数的增加而减小。喷嘴出口的速度随着乙醇体积分数的增加而增大;在油膜表面的波动及气动力的共同作用下,油膜失稳形成液滴,获得了不同比例下掺混燃油在喷雾外流场内的喷雾粒径分布特征,随着掺混乙醇体积分数的增加,液滴的平均直径逐渐减小。     

常温空气非对称射流MILD燃烧特性实验研究

比较了不同的燃烧器结构后设计了非对称射流燃烧器,并通过实验研究了非对称射流燃烧器的射流速度、喷嘴角度对常温空气MILD燃烧的影响。结果表明:丙烷流量在0.4~0.8m3/h、空气流量在11~22m3/h都可以达到MILD燃烧状态;增大射流速度,减小喷嘴角度可以使温度峰值降低,温度分布更均匀,MILD燃烧更稳定,效果更好,NOx排放量大大减小,达到了"近零排放"。