王文三
,
唐菲
,
赵庆军
,
徐建中
工程热物理学报
本文采用数值模拟的方法,对比分析了1＋1/2对转涡轮四种不同的叶顶冷却布置方案对叶顶传热、冷却性能以及气动特性的影响。四种布置方案分别是：靠近压力面垂直叶顶方向、靠近压力面且与叶顶有30°出射角、中弧线位置垂直叶顶方向、中弧线位置有30°出射角。研究表明,气膜孔沿压力面布置与气膜孔沿中弧线布置相比可以降低叶顶传热系数;由于气膜孔倾斜布置气膜射流动量降低,且削弱了肾形涡的影响,气膜的侧向覆盖范围增大。因此气膜孔靠近压力面布置可以提高气膜冷却效率;气膜孔靠近压力面且有30°出射角比垂直布置叶顶热负荷减少2.7%。另外,气膜孔靠近压力面布置可以降低主流的泄漏流量,有利于减小泄漏损失和提高涡轮效率。
关键词:
气膜冷却
,
动叶叶顶
,
传热系数
,
冷却效率
张惠
,
王会社
,
唐菲
,
徐建中
,
赵晓路
工程热物理学报
为了研究和改善1+1/2对转涡轮性能,本文对1+1/2对转涡轮两种转速下不同落压比共16种工况进行了数值研究,并与实验结果进行了对照.结果表明近设计工况下计算结果和实验值吻合较好.1+1/2对转涡轮出口背压对高压转子性能影响较小,对低压转子性能影响较大,这导致变工况下1+1/2对转涡轮高低压轴出功比变化较大.通过对某典型非设计工况和设计工况下的流场结构的分析发现非设计工况下1+1/2对转涡轮高压动叶中发生了明显的流动分离.高低压动叶不能很好地匹配,需要采取合理的流动控制措施去改善已有1+1/2对转涡轮的变工况性能.
关键词:
1+1/2对转涡轮
,
出功比
,
变工况
,
数值模拟
,
实验研究
王文三
,
唐菲
,
赵庆军
,
徐建中
工程热物理学报
气膜冷却是现代航空燃气轮机涡轮冷却技术的一种重要方法，冷却孔形状的改进是提高气膜冷却效率的重要手段。本文对双射流冷却孔形状进行了改型，并对新型双射流冷却孔在吹风比分别为0．5，1．0，1．5，2．0时的冷却效率进行了数值模拟。模拟结果表明新型双射流冷却孔与原双射流冷却孔相比在各吹风比下均优化了气膜在热表面上的分布，抑制了冷却孔出口射流的分离现象，提高了近冷却孔出口区域的气膜冷却效率；在M=0．5，1．0，1．5，2．0四种吹风比下，新型冷却孔在出口典型冷却区域（6D×10D）上的面积平均气膜冷却效率比原双射流冷却孔分别提高0．16，0．22，0．26，0．21。
关键词:
气膜冷却
,
双射流
,
数值模拟
,
冷却孔形状
赵巍
,
赵庆军
,
唐菲
,
杜建一
,
徐建中
工程热物理学报
提出了压气机进口预注冷质的空气涡轮火箭（MIPCCATR）循环，拓展了ATR在高飞行马赫数下的工作能力。给出了基于工质组分的变比热ATR循环热力学建模方法和工质物性改变时对部件特性的修正方法，基于所推导的准无量纲关系式讨论了循环参数之间的相互作用及其对性能的影响。研究结果表明预注冷质不仅能有效拓宽ATR的工作包线，而且可以提高单位推力，所需付出的代价是比冲会有一定程度的降低。
关键词:
空气涡轮火箭
,
预注冷质
,
比冲
王文三
,
唐菲
,
秦立森
,
赵庆军
,
徐建中
工程热物理学报
本文用三维数值模拟的方法,对某具有尾缘开槽冷却的涡轮静叶栅进行了详细的气热耦合计算与分析,研究了具有尾缘开槽冷却形式的涡轮静叶片的冷却特性,并结合叶片表面温度分布和静压分布对比分析了叶片在不同吹风比下该冷却方式对流场气动性能的影响.气热耦合计算结果表明:此种尾缘开槽的冷却形式可以对叶片尾缘高温区起到有效的冷却效果,同时使主流通道的气动喉口向上游迁移,在冷却槽口区域引起主流的压力波动.
关键词:
气膜冷却
,
气热耦合
,
数值模拟
,
尾缘开槽
扈延林
,
孙小磊
,
唐菲
,
赵庆军
,
徐建中
工程热物理学报
通过数值计算的方法对冲压转子中的三维流场以及轮毂抽吸后的流场进行了分析。研究发现,冲压转子中,轮毂处的分离影响了叶根至70%叶高截面的流动,轮毂处的角区分离限制了冲压转子的性能,使之只能工作在较低的背压工况下。而通过轮毂抽吸可以改善角区流动,提高冲压转子的压比和效率,并且抽吸位置在分离起始点位置时,效果最好。在抽吸流量占进口质量流量的0.5%时,效率可提高4%,压比提高20%。
关键词:
冲压转子
,
轮毂边界层抽吸
,
数值模拟
秦立森
,
赵晓路
,
唐菲
,
杨中
,
徐建中
工程热物理学报
本文介绍了中国科学院工程热物理研究所(IET)短周期涡轮实验台的结构、特点和试验过程,参照高空台对航空发动机模拟高空试验的要求,对短周期涡轮试验台和长周期高空台发动机模拟试验进行了比较,探讨了利用短周期实验台进行模拟高空涡轮性能试验的可行性.通过一个低压模型涡轮的试验,验证了本实验台在进行涡轮模拟高空性能试验方面的功能和可信性,从而拓展了本实验台的使用领域.试验获得的模型涡轮的设计点性能以及变工况特性,为研究低雷诺数条件下涡轮内部流动机理和设计提供了丰富的实验数据.
关键词:
模拟高空
,
短周期
,
涡轮
,
试验
,
低雷诺数
孙奇
,
雒伟伟
,
胡斌
,
占传林
,
唐菲
工程热物理学报
为了评估短周期涡轮性能试验测量精度以及非稳态效应对其的影响,本文结合适当的扩展不确定度模型对涡轮效率及进口折合质量流量的测量不确定度进行了计算及分析.研究结果表明:短周期涡轮试验台特有的非稳态效应对效率测量不确定度的影响小于1 12％;涡轮进口马赫数对测量不确定度影响最大,流量测量不确定度与涡轮进口马赫数平方近似呈反比例关系,效率测量不确定度亦随其减小而迅速增大.研究发现对于涡轮进口马赫数小于0.158的工况,效率测量不确定度将不符合HB 7081-1994要求.针对此类工况,出于提高流量及效率测量精度的目的,研究了利用差压传感器测量涡轮进口动压进而计算流量的方法,结果表明该方法的效率及流量测量不确定度比使用总、静压传感器测量流量这种方法可分别减小58％及73％以上,且其均不随马赫数减小而增大.进一步的分析表明,对于马赫数小于0.158的工况,应采用该方案进行流量测量.
关键词:
短周期涡轮试验
,
测量不确定度
,
非稳态效应
,
流量测量
唐菲
,
陈党慧
,
秦立森
,
赵庆军
,
徐建中
工程热物理学报
本文介绍了工程热物理所暂冲式短周期实验台及其涡轮试验方案,使用该试验台对1+1/2对转涡轮进行了性能测试,并使用Numeca软件包对该涡轮进行了定常数值模拟,给出了试验和计算结果对比.试验结果表明该短周期试验台性能良好,能提供大约200 ms的测试时间,能够满足涡轮性能测试的要求.为了以后的研究工作,试验方案和技术,尤其是流量测试技术还有必要进行进一步的改进.
关键词:
对转涡轮
,
短周期试验台
,
性能测试
