摘要：针对脉冲爆震燃烧室(PDC)与涡轮共同工作时,涡轮入口为强非稳态气流的特点,结合涡轮损失机理,确定适合脉冲爆震来流的涡轮类型并开展气动设计工作,运用数值方法计算所设计涡轮的效率和探究PDC与涡轮相互作用的机理。研究结果表明:部分进气、小反力度的冲击式涡轮更适合脉冲爆震来流;在喷嘴收缩段、动叶叶片前缘以及动叶压力面生成向上游传播的反射激波,造成能量损失;在设计点,涡轮效率约为75%。上述研究结果可以为脉冲爆震涡轮发动机的涡轮设计提供一定的参考。

摘要：运用三维数值模拟技术,对一个多级轴流空气涡轮的低压两级原型4排叶片进行了数值计算和流场分析。然后分别对低压一、二级前缘和尾缘进行修缘的修缘叶片两级涡轮进行数值计算,并与原型叶片的计算结果进行比较,确定其对低压涡轮效率的影响。计算结果表明:采用修缘叶片的涡轮效率均小于原型叶片的效率,涡轮效率随着修缘量的增大逐渐降低。

摘要：为了验证周向单槽机匣处理调控高压涡轮叶尖泄漏流的效果,本文在GE-E3高压涡轮第一级的机匣上引入周向单槽式机匣处理,通过数值模拟手段研究了周向单槽的轴向位置、槽宽和槽深对叶尖泄漏流调控的影响及周向单槽调控叶尖泄漏流的物理机制。结果表明:周向单槽的引入虽然会使叶尖泄漏涡尺寸变大,但会显著降低叶尖泄漏涡及机匣通道涡的强度,使得涡轮转子通道内流动总损失降低,涡轮级效率提高。在设计工况下获得的最优结构参数的周向单槽,可以使涡轮转子通道内的流动损失相对减小9.10%,涡轮转子的效率提高0.40%,级效率提高0.85%。同时发现设计工况下获得的最优结构参数的周向单槽结构,在非设计工况时也有良好的控制效果。

摘要：增压器蜗壳性能直接影响增压器整体效率和性能。通过降低蜗壳内腔流动阻力、减少蜗壳能量损失对提高增压器效率和性能具有重要意义。海洋螺旋形贝壳在进化过程中形成了减少流体阻力、降低运动过程中流体能量损耗的结构特征。该文以螺旋贝壳为仿生原型,通过逆向工程技术获取贝壳内腔数据,在几何分析的基础上提取内腔截面部分数据作为仿生蜗壳设计原始数据,并完成数学建模。通过数据优化得到增压器涡轮蜗壳仿生设计截面曲线,实现蜗壳仿生曲面设计。建立原型增压器和仿生增压器计算模型,在原型增压器仿真模型与台架试验吻合较好的条件下,采用流体力学软件对原型及仿生优化增压器涡轮效率、流通特性及蜗壳内流态等性能进行仿真分析。结果表明,涡轮流通能力不变情况下,仿生蜗壳使涡轮效率提升3%,最大可提升5%以上;流场分析结果表明,仿生优化蜗壳减小蜗壳壁面附近的流动损失和流道内气流摩擦,壳内流动平稳均匀,无旋流,是涡轮效率明显提高的根源。本文所采用的方法对增压器涡轮性能的提升显著,可以为汽车和农业机械涡轮增压系统设计和优化提供参考和借鉴。

摘要：提出了一种新型的增压器调节机构设计方案,该设计方案取消了传统增压器调节机构中的喷嘴座或定距套结构,利用3个固定导叶来控制喷嘴环的宽度。该设计方案力图减小蜗壳或导叶流道中由于特定结构所导致的局部扰动,减小其流动损失,提高涡轮效率。对该设计方案与喷嘴座结构方案、定距套结构方案进行了相同工况的数值计算,通过计算结果的对比,从理论上验证了设计方案的可行性。

摘要：为减少增压器匹配选型造成的高频次发动机性能台架性能试验,缩短发动机性能开发周期,同时节约开发成本。本文通过建立柴油机用带放气阀增压器数学模型,在Matlab/Simulink仿真平台上对某增压器进行建模仿真,并与实验结果进行对比分析,通过对增压器匹配参数的优化设计,优化仿真效果。结果表明,通过建模仿真分析与实际台架试验对比,发动机外特性点进气压力与进气温度误差较小,能够替代部分非必要的增压器性能台架试验。

摘要：两缸柴油机采用360°CA发火间隔角,在工作周期中会出现进气和排气空档角,导致进排气压力波动较大,引起充量系数和涡轮效率的下降。针对某两缸增压中冷柴油机较大的排气压力波动问题,建立了两缸柴油机整机一维模型与排气歧管三维模型,应用一维与三维耦合模拟计算的方法,对发动机在不同转速下一个工作循环的排气管内的气体流动特性、波动规律及排气压力波动的影响因素进行了分析。研究结果表明：在全负荷工况下,发动机转速从1 000～2 200 r/min时,排气压力波动强度由1.82增加到3.56,涡轮效率波动强度由0.12减小到0.02;转速从2 200～4 000 r/min时,排气压力波动强度由3.56减小到1.52,涡轮效率波动强度趋于稳定状态为0.02;排气总管的长度与直径、排气提前角对低转速涡轮效率有显著影响。

摘要：应用数值方法对某两级带冠涡轮的流场进行模拟。基于原叶冠结构,增加叶顶间隙设计值,减小叶冠上的篦齿与机匣发生磨碰的可能性,并在机匣内壁设置梯形篦齿与原叶冠上的篦齿形成交错型篦齿结构进行密封。研究结果表明:机匣梯形篦齿的设计改变了叶冠顶部泄漏流流场结构,提高了叶冠的密封性能,改善了涡轮的气动性能;不同工况条件下交错型篦齿比原结构的涡轮效率提高了0.5%左右。

摘要：采用中温模拟级性能试验器,试验研究了高反力度涡轮转子叶尖间隙对涡轮级性能的影响,获得了转子叶尖间隙对涡轮级性能的影响规律。通过对试验方案进行数值计算分析,并与试验结果进行对比,验证了数值计算分析方法的合理性。研究结果表明,当涡轮级反力度较高时,随着相对叶尖间隙的减小,其对涡轮性能的影响越来越明显;转子叶尖间隙变化对导向器喉部流通能力也会产生一定影响。

摘要：叶尖间隙是燃气轮机中的一个重要性能参数和安全监测参数。现代燃气轮机中采用H形凹腔冷却涡轮叶片,该叶片具有单叶片双间隙的特点。利用电容式叶尖间隙测量系统,通过改进算法,实现了H形叶片的叶尖间隙测量,并成功应用于H形叶片涡轮级性能试验。试验录取了三种不同设计间隙下的实际叶尖间隙变化数据,分析了叶尖间隙与涡轮性能之间的关系,并对试验中的转子异常运动进行了成功监测。