李怀志
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邓清华
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付雷
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任平
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丰镇平
工程热物理学报
对向心透平叶轮内部复杂流动在级环境下进行了全三维黏性数值模拟,结合拓扑学原理分析了设计工况和非设计工况下其内流动分离及各种涡系发展的演变过程,初步建立了向心透平叶轮内的旋涡模型,阐述了流动损失的形成机理。研究表明：向心透平叶轮内部涡系与轴流式透平存在较大差别,且流动分离及涡系主要集中在吸力面侧;设计工况下向心透平叶轮内的主要旋涡包括马蹄涡、通道涡及泄漏涡,其主要表现为通道涡与泄漏涡相互影响和掺混,是主要损失的形成原因;非设计工况下,主流在叶轮叶片前缘处发生大范围的分离及回流,造成了较大的能量损失,但二次流损失所占比例较小。
关键词:
向心透平
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微型燃气轮机
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流动分离
,
旋涡结构
齐文娇
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邓清华
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丰镇平
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袁奇
工程热物理学报
本文数值分析了层流和湍流两种流态下盘式透平的流动特性,并与实验结果进行了对比,考核了数值方法,重点分析了盘片转速对盘式透平流动特性的影响.结果表明t层流模型的数值计算结果与实验结果最接近,适于盘式透平的流动特性分析;盘式透平各部件损失规律与常规透平存在差异;随着轮盘转速提高,喷嘴损失基本保持不变,而轮盘损失系数先减小后增大,余速损失系数持续增加,这与常规透平不同;轮盘损失决定了盘式透平总损失的大小,在轮盘损失达到最小时,透平等熵效率达到最大值.
关键词:
盘式透平
,
数值方法
,
流动特性
,
等熵效率
赵航
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邓清华
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黄雯婷
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郑宽宽
,
丰镇平
工程热物理学报
对带有叶顶间隙的超临界二氧化碳离心压缩机进行了数值模拟,在分析叶顶间隙内流动的基础上,研究了叶顶区域二氧化碳两相流动形成与发展的机理,对比分析了不同叶顶间隙对叶顶两相流动的影响.结果表明:在“引射”与“叶顶前缘脱落涡”的共同作用下,主、分流叶片叶顶前缘具有明显的低压、低温区域,二氧化碳进入两相区;在叶顶前缘尖角处,工质具有产生“凝结”的可能性.叶顶间隙泄漏涡对叶顶两相区域的形成与发展具有明显的抑制与削弱作用.随着叶顶间隙的增加,主叶片顶部前缘两相流区域分布及趋势基本相同,但前缘尖角位置低温、低压现象更加明显,可能会产生更加严重的“凝结”现象.同时,叶顶间隙的增加可以有效减小分流叶片顶部两相流区范围及影响.
关键词:
超临界二氧化碳
,
离心压缩机
,
叶顶间隙
,
两相区
,
凝结
邓清华
,
牛久芳
,
丰镇平
工程热物理学报
对微型燃机向心透平叶轮顶部间隙流动在级环境下进行了全三维粘性数值模拟.研究结果表明:顶部间隙小于2%时,间隙每增加1%,级效率降低1.5%,而级通流能力有所降低;径向与轴向间隙变化对级性能影响有很大差别,径向间隙增加对级效率降低的影响是轴向间隙增加的8.3倍,径向间隙增加使通流能力增强的程度是轴向间隙增加使通流能力减弱的4.2倍.此外,将间隙流场与文献报道试验结果进行了比较,差别主要在工作轮顶部区域.
关键词:
微型燃气轮机
,
向心透平
,
叶轮
,
顶部间隙
,
数值模拟
