冯国泰
,
顾中华
,
温风波
,
王松涛
,
黄红雁
,
颜培刚
,
王强
,
周驰
,
郭兆元
,
王仲奇
工程热物理学报
由于燃气涡轮机的发展,作为燃气涡轮机最重要的部件气冷涡轮,其负荷与涡轮前温度不断提高,为适应这一发展,气冷涡轮气动设计体系与设计思想均有了新的发展.本文的目的就是从三个方面分析与介绍这一发展内涵.第一部分,重点介绍气冷涡轮气动设计体系的发展、介绍主要程序的特点与分层优化设计过程.第二部分,重点介绍应用平均方程在计算气冷涡轮气动问题时,如何提高计算的可靠性与计算精度.第三部分,重点介绍气冷涡轮三维气动设计思想.
关键词:
气冷涡轮
,
气动设计体系
,
设计思想
卢少鹏
,
迟重然
,
温风波
,
崔涛
,
王松涛
,
冯国泰
,
王仲奇
工程热物理学报
本文为研究气冷涡轮叶片设计特点,搭建一个可以对采用气膜冷却的气冷涡轮叶片进行全三维多学科优化平台.优化平台中采用11参数法对叶片进行造型,针对该造型方法和优化设计的要求对优化变量的选取和优化策略以及优化目标的设定进行了一定的探讨,优化算法采用多目标算法NSGA-Ⅱ.采用该平台对某高压涡轮第一级静叶进行了优化,最终优化结果形成Pareto前沿解集,其气动效率和冷却效果均有所改善.
关键词:
气冷涡轮
,
气膜冷却
,
多目标优化
,
Pareto解集
杨海涛
,
黄洪雁
,
冯国泰
,
苏杰先
,
王仲奇
工程热物理学报
本文选取某重复级压气机平均半径处的型线,进行平面扩压叶栅非定常数值模拟.对8组不同的静叶相对位置进行了非定常计算,讨论了不同位置时流场的流动特点,优化出第一级、第二级静叶在给定的气动条件下最佳相对位置.
关键词:
扩压叶栅
,
非定常
,
尾迹
,
相对位置
王强
,
董平
,
姜澎
,
冯国泰
,
王仲奇
工程热物理学报
温度场计算的准确性对气冷涡轮的设计影响极大.实际的气冷涡轮在运行状态下,存在多种物理现象:冷气带来的燃气组分变化、湍流、转捩、温度边界层的发展变化、热辐射等.而在数值计算中,计算结果也要受到网格质量的影响.采用自编程序、商业CFD软件对某两级气冷涡轮、C3X以及MARK Ⅱ叶片进行计算,分别描述冷气组分变化、计算网格、湍流模型以及转捩温度场模拟精度的影响;同时定性分析温度边界层复合性质与辐射换热对温度计算的影响.得出在气热耦合计算中,考虑上述因素的影响是很有必要的.
关键词:
气热耦合
,
计算精度
,
转捩
,
冷气掺混
王松涛
,
潜纪儒
,
冯国泰
,
王仲奇
工程热物理学报
研究了斜流压气机具有大尺度分离的导向叶栅内的流场结构;通过对壁面不同吸气位置与吸气量对流场结构及损失的影响分析,并借助于拓扑分析的手段,探讨了针对于大尺度分离结构条件下吸气点位置的选择原则,总结出了端壁与吸力面吸气位置与分离结构之间的对应关系.
关键词:
二次流动
,
吸气式压气机
,
流场结构
宋彦萍
,
陈浮
,
刘军
,
王仲奇
工程热物理学报
数值模拟了-12°～12°冲角范围内,三种稠度(1.0914、1.3642和1.8189)叶栅采用附面层吸除技术后的性能变化.结果表明,在压气机叶栅中应用附面层吸除技术时,从降低叶栅总损失的角度出发,叶栅性能的提高与叶栅稠度、冲角范围、吸气位置以及吸气量的大小等参数有直接关系.
关键词:
扩压叶栅
,
冲角
,
稠度
,
附面层吸除
陈浮
,
陆华伟
,
刘华坪
,
王仲奇
工程热物理学报
本文实验研究不同轴向间隙、不同静叶时序角度对某低速轴流压气机出口流场的影响.结果表明,当一级静叶尾迹位于二级静叶流道中央位置时对应压气机最低效率状态;一级静叶尾迹重合或接近于二级静叶尾迹时对应压气机最高效率状态.随着轴向间隙的减小,压气机的扩压能力逐渐增强,通流能力下降.此外,设计工况下压气机输入功率也随轴向间隙的减小而增大.综合考虑轴向间隙对压气机扩压能力、通流能力及输入功率的影响,推测存在一个最佳轴向间隙,使得各项因素达到最优匹配,实现压气机的最佳性能.
关键词:
截面特性
,
尾迹干涉
杜鑫
,
王松涛
,
王仲奇
,
张龙新
,
丁骏
工程热物理学报
本文以某F级重型燃气轮机压气机亚音级静叶为研究对象，对于静叶端区产生的闭式角区分离流动，采用了端弯叶片控制技术，并在此基础上开发出“端弯联合弯叶片”技术。通过对比分析角区分离起始点和吸力面回流区范围，探讨了端弯叶片和“端弯联合弯叶片”对角区分离的影响规律。
关键词:
重型燃气轮机
,
端弯
,
端弯联合弯叶片
王东
,
钟兢军
,
苏杰先
,
王仲奇
工程热物理学报
进行了带尾板的常规直叶片、正弯曲叶片、反弯曲叶片组成的三种矩型压气机叶栅在低速风洞上的实验研究,测量了叶栅出口流场,分析了零冲角下尾板对叶栅出口能量损失分布情况和二次流速度矢量的影响.结果表明尾板对压气机叶栅,尤其是弯曲叶片压气机叶栅出口流场有很大的影响,反弯曲叶栅的总损失最大.
关键词:
尾板
,
叶片弯曲
,
压气机叶栅
,
出口流场
杨海涛
,
黄洪雁
,
冯国泰
,
苏杰先
,
王仲奇
工程热物理学报
本文采用二维和三维非定常数值模拟的方法研究了低速压气机的静叶时序效应.与实验结果进行对比分析后发现,二维和三维数值模拟均捕捉到了较明显的静叶Clocking效应:二维计算得到的效率变化幅度为0.51%,三维计算的结果为0.42%,均低于实验结果(1.1%).二维计算很好的验证了Clocking效率曲线的走势,但三维计算的结果则存在相位上的偏差.文中应用负射流理论解释三维计算中较大的数值粘性带来的尾迹偏移现象.
关键词:
压气机
,
非定常流动
,
尾迹
,
时序效应
