浓缩风能型风力发电机三与四叶片叶轮的风洞实验研究

浓缩风能型风力发电机的理论核心是将稀薄的风能浓缩后利用，有效地改善风能密度低和稳定性差等弱点。其叶轮的工作流场与自然风场不同，具有特殊性。通过设计制造了6种不同翼型三叶片、四叶片等截面和变截面叶轮，在风洞中进行实验，获取了叶轮功率输出特性，发现了等截面和变截面叶轮的不同特性，为推动浓缩风能型风力发电机叶轮的实验研究和理论设计提供了依据。     

向心透平叶轮内部的流动分析与结构优化

采用非可展直纹抛物面法设计出适用于有机朗肯低温余热发电系统的小型向心透平叶轮。对初步设计的叶轮叶片进行数值模拟分析,以验证模拟方法的正确性,并从叶轮5%、50%和95%叶高截面处分别对叶轮内部的静压、总压、温度和速度分布进行流场分析,发现初步设计叶轮结构存在优化空间。对叶轮进行结构优化和数值分析,结果表明,优化后的叶轮性能明显优于原设计,透平等熵效率提高了1%。     

叶片轴向进气的离心叶轮设计及分析

研究了位于叶轮0截面叶片轴向进气的离心叶轮气动设计方法和规律.采用四阶三次Bezier曲线生成叶轮子午流道型线,通过分段多项式函数给定叶片在轮盘和轮盖面上的角动量,并针对叶片轴向进气离心叶轮,提出了叶轮进口相对直径的修正公式,研究了其叶片安装角的分布规律.结果表明:轴向进气叶轮叶片安装角分布规律与径向进气叶轮的叶片安装角不同,其叶片安装角基本按单调方式增加;由叶轮进口相对直径修正公式计算后,在工况范围内的全压多变效率可以提高5%左右.     

由增压器涡轮性能计算叶轮特性的数学模型

本文使用蜗壳流动一维模型和稳定流动涡轮特性,建立了由涡轮增压器涡轮性能计算叶轮特性的数学模型,通过实例计算得到了一小型涡轮增压器的叶轮特性,其结果对于预测基于此涡轮增压器而设计的变截面涡轮增压器的性能是非常有用的。     

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。     

现代先进发动机技术——涡轮增压系统(二)

２．８Ａ／Ｒ比（图２０略） 影响透平和压气机叶轮部件转速和加速特性的 因素很多，但是其中一个最关键的、最重要的控制参 数是Ａ／Ｒ比值。 Ａ／Ｒ比（图２０，参见原文）是废气流道扩展到通 向透平叶轮四周喉口之前的涡壳入口通道最小截面 面积（ＣＳＡ）与透平叶轮中心到截面Ａ形心的距离之 比值。 Ａ／Ｒ＝通向涡壳之前的通道最小截面面积／截 面Ａ的形心到轴中心的距离 一些增压器制造商不选用Ａ／Ｒ比作为设计参 数，而是引用废气吸入环绕透平叶轮的涡壳之前的 最小入口通道截面参数来替代。 …     

叶轮机械叶片截面几何特性的解析解

本文根据叶轮机械叶片截面型线的特点,用第二类曲线积分的原理和方法,给出了由数段圆弧(或部分为直线)组成的叶片截面几何特性的解析解。     

不同叶轮高速部分流泵非定常压力场数值分析

为研究高速部分流泵由于叶轮和蜗壳的动静干涉而产生压力脉动情况,采用Fluent 6.3软件中S-A湍流方程和滑移网格技术(SM),分别选取直叶轮和复合直叶轮,在设计工况点进行非定常的数值模拟,分析中间截面总压和静压分布云图,发现复合直叶轮的总压高于直叶轮,而静压相近;在出口和蜗壳内壁圆周的0°,90°,180°和270°处布置4个监测点,比较总压脉动情况看出,复合叶轮的峰值明显高于直叶轮,而峰值之间的波动幅度要比直叶轮的小.     

基于神经网络& NURBS技术的叶片优化设计研究

应用流行的神经网络技术与先进的几何描述方法NURBS技术,对某两级风扇进行优化改型设计,特别针对于转子2的根部截面进行优化,通过对优化前后的转子2以及两级风扇的流场气动结构与特性的对比分析表明,该优化设计方法确实可行,具有一定的先进性,能够改善叶轮机械的整体气动特性,可以为叶轮机械的优化设计提供一种新的途径.     

基于神经网络＆NURBS技术的叶片优化设计研究

应用流行的神经网络技术与先进的几何描述方法NURBS技术，对某两级风扇进行优化改型设计，特别针对于转子2的根部截面进行优化，通过对优化前后的转子2以及两级风扇的流场气动结构与特性的对比分析表明，该优化设计方法确实可行，具有一定的先进性，能够改善叶轮机械的整体气动特性，可以为叶轮机械的优化设计提供一种新的途径。     

双流道叶轮压出室内流动的数值模拟分析

应用CFD技术模拟计算了双流道式泵包括叶轮及压出室在内的全三维湍流场,证实了双流道压出室内流动分布不均匀并随叶轮转动而变化、叶轮转动到不同位置时泵的效率和扬程不同、基圆大小不同时压出室第Ⅰ断面内流场分布存在显著差别。计算结果有助于深入了解双流道叶轮压出室内部流动机理,对双流道叶轮压出室的水力设计提供参考。     

叶片进口边位置对小流量工况下离心泵空化特性的影响

为研究叶片进口位置对小流量工况下离心泵空化性能的影响,应用数值计算方法模拟了比转数为81的离心泵的三种模型,得到不同进口边位置的离心泵空化特性,并分析了叶轮内部流场与空化性能曲线的影响关系。结果表明,在小流量工况下,低比转速离心泵叶片进口边位置越靠前,抗空化性能较好,但严重空化后扬程衰减更快,流道直接被空泡堵塞,流道和叶片表面气泡分布较均匀,且气泡充斥流道速度较快,气泡体积分数各流道差值越小。相比较而言,叶片进口位置越靠后,气泡在流道内部和叶片背面分布不均匀,易出现噪声和振动,但在断裂空化状态,气泡并未完全堵塞流道,扬程下降速度较慢。整体来看,在小流量工况下,叶片进口边位置越靠前,离心泵的抗空化性能较好,并通过试验研究验证了模拟结果的可靠性。研究成果可为小流量工况下低比转速离心泵抗空化性能的优化提供参考。     

叶顶间隙宽度变化对离心叶轮性能和内部流场的影响

为研究不同宽度叶顶间隙对亚音速半开式离心叶轮性能与内部流场的影响,对某工业用半开式离心叶轮选用不同形式和几何参数的叶顶间隙,通过数值模拟得出结论:随叶顶间隙宽度减小,叶顶附近湍动能减少,离心叶轮通道压比和效率更高,但是失速裕度也变小;在本研究范围内,综合考虑性能和失速裕度,叶顶间隙宽度为0.4 mm时最优;叶顶间隙宽度对泄漏流和主流相互作用有一定影响;随叶顶间隙宽度减少,叶顶间隙泄漏流量减少,本文的分析结果为离心压缩机的工业设计提供了一定参考。     

汽轮机级组特征通流面积的应用

介绍了汽轮机级组特征通流面积在工程实际应用中的相关表达式,以某火电厂310MW机组为例,对汽轮机级组特征通流面积进行分析。通过计算级组特征通流面积的偏差率和级组的相对内效率,判断汽轮机通流部分的运行状况,得出汽轮机第Ⅰ级组通流面积减小、其它级组工作正常、第7段和第8段抽汽压力测量值不准确、以及第5段和第6段抽汽口可能有热蒸汽漏入的结论,并提出在机组大修中对重点部位进行检查和处理建议。实践证明,利用级组特征通流面积进行理论分析的结果与实际相吻合。     

两级动叶可调轴流风机内流特征的数值模拟

采用Fluent软件对某600 MW机组配套的两级动叶可调轴流一次风机进行了全三维定常数值模拟,分析了风机第一、第二级叶轮内流特征和动叶安装角对风机性能的影响.结果表明：第二级叶轮出口总压整体呈现高压区和次高压区交替分布的特征,且比第一级叶轮的对称性差;第一、第二级叶轮叶片压力面、吸力面的总压和静压分布规律相似;第二级叶轮叶片压力面和吸力面相应位置上的静压值均大于第一级叶轮叶片;随着动叶安装角的增大,第一、第二级叶轮的总压升系数和静叶的扩压系数均增大,且第二级叶轮大于第一级叶轮,表明第二级叶轮的做功能力和静叶的扩压能力均比第一级叶轮的大.     

基于六西格玛理论的轴流泵叶轮水力效率影响因子分析

为提高潜水轴流泵的水力效率,采用流线法进行叶轮设计,基于六西格玛理论中的试验设计和拟合回归分析及CFD数值模拟分析计算了各试验方案的叶轮水力效率,探讨了对叶轮水力效率影响最大的叶栅稠密度和进口冲角两个参数的不同组合对叶轮水力效率的影响。结果表明,对于比转速为1 250的轴流泵,同时增大叶栅稠密度和减小进口冲角可提高叶轮水力效率。对水力模型进一步优化设计并进行CFD分析,所得水力效率值与拟合回归结果吻合。     

杏林湾排涝泵站竖井贯流泵装置进出水流道流态的数值分析

运用三维湍流数值模拟方法对杏林湾排涝泵站竖井贯流泵装置进出水流道流态进行数值模拟,分析进水流道的流场均匀度和出水流道的扩散均匀性,提出优化方案。模拟结果表明,优化后的竖井贯流泵装置,在均匀进流的条件下,进水流道内的水流流态较好,竖井两侧流道内的水流流速分布较均匀,未出现明显的漩涡、回流等不良流态,水泵进流均匀、平顺;出水流道通过设置中隔墩的长度,不仅水流流态得到一定改善,而且中隔墩两侧水流流量分配基本均匀,有助于保证泵站良好的出水条件。     

应用三元流动技术降低循环水场电耗

对中国石油化工股份有限公司济南分公司循环水系统进行三元流叶轮改造。在不改变泵体、电机、管路系统的前提下,以射流—尾迹三元流动理论为设计基础,设计制造了新型三元流叶轮,代替原泵内的普通叶轮。改造后,经过用电量统计对比,年用电量减少813万多度,节能降耗效果明显。     

向心透平内部流动的研究

对向心透平内部的流动进行了实验与数值的研究。蜗壳内采用单斜丝热线在同一位置旋转．在三个不同的方位测量后拟合计算得到气流的三维速度。在某些特征位置与数值结果的对比，说明了数值结果的可靠性与局限性。对导叶内的流动模拟，确定了入口角度对导叶内二次流动的影响。对叶轮内流动模拟，说明了叶顶泄漏流对主流的作用，以及叶轮内部壁角涡的形成与发展。这些工作对向心透平内部流动的认识提供了参考。