二级增压系统低压级涡轮进口旋流对性能影响研究

针对高功率密度柴油机二级增压涡轮系统高压级涡轮出口旋流导致低压级涡轮效率降低的问题,建立了涡轮三维流动仿真模型,通过对涡轮进口分别施加顺时针和逆时针旋向的旋流模拟低压级涡轮进口旋流,研究了旋流旋向对涡轮效率的影响机理,以及涡轮效率差值随旋流强度及涡轮速比的变化规律。结果表明:涡轮进口旋流导致了涡轮叶轮进口气流攻角和速度沿叶高的变化,而对涡轮效率产生明显影响,但旋向对涡轮效率影响程度不同;当涡轮速比一定时,不同旋向条件下的涡轮效率差值随进口旋流强度增大而增大;当进口旋流强度一定时,2种旋向条件下的涡轮效率差值随涡轮速比的增大呈现先减小后增大的变化趋势。     

涡轮基元级的最大效率和最佳参数

一,基本关系和研究方法综述涡轮气动热力设计的中心问题是在给定的气体初终参数、材料强度和尺寸限制等条件下,如何合理地选择各有关参数以达到尽可能高的效率,首先是基元级的效率。所谓基元级是指叶高为无穷小的级,在这样的级中,可以忽略参数沿叶高的变化。通常取平均半径处的各参数值。基元级的内效率可表示为     

涡轮盘疲劳寿命可靠性设计仿真及优化策略

涡轮盘是航空发动机主要部件之一,一旦发生破坏性故障将导致严重的后果。在充分考虑影响涡轮盘高低周复合疲劳寿命因素不确定性基础上,以MATLAB为平台,设计了涡轮盘高低周复合疲劳寿命可靠性优化设计的联合仿真平台。利用寿命函数和寿命可靠性分析极限状态函数中的共性需求,提出了在优化迭代的过程中自适应构建寿命函数Kriging模型和寿命可靠性极限状态面Kriging模型时共用训练样本点的策略。同时,提出了一种构建寿命函数Kriging模型的学习函数。使用所搭建的疲劳寿命可靠性优化设计平台,完成了某型涡轮盘盘心、榫槽以及涡轮盘系统高低周复合疲劳寿命的可靠性优化设计。结果表明,最优设计方案的局部最大应力显著降低,均值寿命大幅提高,并满足可靠性约束。     

内可逆闭式中冷回热布雷顿循环效率优化

以热效率为目标,应用有限时间热力学的方法优化了恒温热源条件下内可逆闭式中冷回热布雷顿循环的中间压比分配和高低温侧换热器、中冷器及回热器热导率分配,得到循环最大热效率.进一步对总压比优化,可以得到双重最大效率.通过数值计算,研究了一些重要参数对循环优化结果的影响.     

船用液力偶合器内部流场的CFD数值模拟

针对目前国内对液力偶合器流场三维仿真计算均采用的只取泵轮和涡轮等过度简化几何模型导致不能真实模拟内部流场,以及使部件强度分析无法开展的问题,依据"泵轮+涡轮+转动壳体"的原几何标准,采用CFD技术,并通过几何建模、网格划分和数值计算等步骤对某液力偶合器在多种滑差工况的内部流场进行了数值计算。数值计算结果表明:计算值与台架试验值的误差均满足工程要求,由此证明了该方法的正确性。     

带冠涡轮叶盘弯扭通道中复杂电极的进给轨迹

整体涡轮叶盘精加工是决定叶盘最终几何精度的关键技术 ,电火花加工 (EDM)则是涡轮叶盘精加工的有力手段。在涡轮叶盘EDM精加工中电极的设计的基础上 ,进行了电极在带冠叶盘弯扭狭窄通道中无干涉进给轨迹的搜索 ,其中的核心问题是电极运动约束条件的确定。最后给出了轨迹搜索的范例结果     

考虑动叶出口最佳流型的径—轴流式涡轮多目标优化方法

本文以平均截面处参数α_1,β_2,μ, _1和m=(u_2/w_2)cosβ_2及动叶出口处扭曲规律为变量,以设计工况内效率和总重量为目标,提出了一个带有多种约束条件的径—轴流式涡轮参数多目标优化方法。所求问题为二目标有约束(二十九个)多变量(六个)非线性规划问题。介绍了用于最优设计的数学模型,给出了各种流型下径一轴流涡轮的单目标和多目标优化分析的一些结果。计算表明,所提出的方法是有效且实用的。     

涡轮增压柴油机的能量调节

涡轮增压已成为大功率柴油机发展的主要技术措施。在向高增压的发展进程中,曾遇到了机械负荷及热负荷过高、运转性能变差等新的技术问题,亟需从理论上加以概括,用以指导当前的研究并对今后的发展给予科学的预测。本文将柴油机与涡轮增压器这两种具有不同流量特性和效率特性的机械作为一个整体系统来看待,考察在联合运行中两者的相互作用和制约关系,特别是当工况变化时所产生的影响,从改善性能的角度出发探讨系统的优化和主要参数的优化,利用涡轮增压器及柴油机系统中的若干可调节的环节来实现能量的合理分配,提出利用现代控制技术把传统的单参数控制改变为多元控制,以进一步提高柴油机的经济性和可靠性。     

四轮独立驱动无人车的动力性参数设计仿真

四轮独立驱动无人车的轮毂电机功率、蓄电池容量与组数以及无人车续驶里程等参数的匹配设计是无人车研制过程中整体设计的一个难点和重点,需要通过无人车运动学和动力学分析进行确定,既要满足可行性又要具有很好的可靠性。根据实际需要和动力性设计要求,在对无人车进行运动和动力学分析的基础上,通过理论计算得到动力性参数,然后通过ADVISOR软件建立四轮独立驱动整车仿真模型,对其动力性进行仿真。通过仿真,其最高车速、爬坡性能、加速性能以及行驶里程在不同的工况下得到仿真结果与理论设计的参数相吻合,验证了参数设计的合理性,为下一步无人车样机的制作以及进行整车运动控制研究具有重要实际意义。     

脉冲负载柴油发电机组的FBS模型设计及试验

在分析了机组的工作特性和功能需求的基础上,推导出了可以完成机组功能需求的期望行为,设计出了可以实现期望行为的机组结构。重点研究了柴油机功率确定、储能飞轮惯量优化及增压器匹配设计等问题,并将废气涡轮增压柴油机应用到该型机组。对机组的设计进行了试验验证。试验结果显示,机组性能满足设计要求。针对试验过程中负载突加初期的增压器供气滞后问题,提出了电力辅助涡轮增压方案,该方案可有效降低机组的燃油消耗和动态调速率。     

基于遗传算法的涡轮增压器叶轮优化设计

提出了一种基于遗传优化理论的涡轮增压器叶轮的优化设计方法,论述了以涡轮增压器叶轮能量损失最小为目标函数,以叶轮叶片进口角、进口直径、进口宽度、出口直径、叶片数、出口角为设计变量的涡轮增压器叶轮的优化设计模型及优化计算的方法,数值计算表明,这种算法可以方便地求得具有最小涡轮损失的涡轮叶形参数.     

涡轮阻尼器叶片区瞬态流动及 压力脉动特性研究

为了获取涡轮阻尼器叶片区液体压力的脉动特性,首先采用CFD数值计算和试验验证的方法,提取了某型涡轮阻尼器工作时液体瞬态流动特性参数;,然后,分析了叶片迎水面及背水面流场压力脉动规律。研究结果表明:内流场瞬态的漩涡和流动分离,造成内部压力分布不均,且呈周期性变化;泵轮叶片迎水面和背水面压力脉动的频率为叶轮转频的倍数值,主频为单倍叶轮转频。利用某涡轮阻尼器样机开展了相应的试验验证,试验结果与CFD分析计算结果吻合较好,验证了理论分析的正确性。     

燃气涡轮发电机组虚拟训练系统研究与实现

为了解决某型燃气涡轮发电机组实装兵器使用复杂、耗油量大、维护成本高等问题,以实装兵器为对象,开发了一套该型燃气涡轮发电机组虚拟训练系统,简要介绍了该虚拟训练系统的结构和功能,深入分析了评分系统设计中的评分规则、评分标准、扣分权数的选取和考核总成绩计算等关键技术,最后实现了整个系统的设计开发。     

热和离心力耦合作用下燃气涡轮叶顶间隙变化

高压涡轮叶顶间隙的变化对燃气轮机的功率、效率和寿命有着重要影响.为了准确掌握不同工况下叶项间隙的变化,建立了在热和离心力作用下燃气轮机叶顶间隙变化模型,计算了不同工况下热和离心力作用下的叶片、轮盘径向变形及热作用下机匣的膨胀变形,进而得到了叶顶间隙的变化规律.结果表明:热和离心力变化是间隙变化的两个主要因素,快速加减速...     

借鉴美军做法创新“民企参军”价格管理机制

“民企参军”是世界发达国家的普遍做法。美军采取激励性合同直接资助、通过设计与技术竞争采办模式、对独立研发提供补贴等方式,使军民科研资源得到有效配置。解决我军“民企参军”门槛高、军品定价方法过时、自主科研补偿不当、价格管理体制效率不高等问题,应借鉴美军的做法,完善法规制度体系,优化价格管理程序,创新价格测算方法。     

物理化学方法在线清洗船舶柴油机涡轮增压器

针对船舶柴油机涡轮增压器积碳严重、维修保养困难的问题,提出了新研涡轮增压器清洗装置和清洗剂,综合运用物理化学方法对涡轮增压器进行在线清洗的新技术。台架试验表明:运用该技术可有效清除涡轮增压器压气机、废气涡轮内部的积碳;清洗后曲轴箱和齿轮箱内的真空度大幅降低,涡轮增压器性能恢复,内燃机功率提高;配套专用清洗剂对接触部位材料无腐蚀,适应性好,安全可靠;清洗过程中柴油机运转平稳、正常。     

基于转子固有频率的涡轮泵故障检测方法

为了有效地检测液体火箭发动机涡轮泵的故障,分析了某型液体火箭发动机的28次历史试车数据,得到了涡轮泵转子的一阶、二阶和三阶临界转速以及轴向固有频率的数值,研究了这4个转子固有频率幅值的稳定性及对涡轮泵故障的敏感性,得出了它们具有较强的稳定性和故障敏感性的结论。在此基础上,提出并验证了基于转子固有频率的涡轮泵故障检测方法。结果表明,基于转子的一阶、二阶和三阶临界转速以及轴向固有频率幅值能有效地检测涡轮泵的故障。     

军用涡轮喷气式发动机的发展

从二战结束到现在,军用航空涡轮喷气式发动机大致发展了四代: 第一代:以涡轮喷气发动机为主,40～50年代研制,50～60年代获得广泛应用。表征发动机综合性能指标的推力重量比(以下简称推重比)为3～4。涡轮前燃气温度1100～1300K。第二代:主要是加力式涡轮喷气发动机,基本上是上一代的改型,还有少量涡轮风扇发动机,推重比5～6,涡轮前温度1400～1500K。例如:苏联“米格-21”战斗机使用的R-13涡喷发动机,英国的“斯贝MK202”军用     

机械增压与涡轮增压柴油机在潜艇通气管工况下配合特性的分析

本文主要论述涡轮增压柴油机与机械增压柴油机,在高背压、高真空度条件下配合特性的异同点,以及解决涡轮增压柴油机在上述工况下稳定工作时的一些措施。并对波动背压给涡轮增压柴油机带来的影响进行了分析,认为只要采取相应的措施,将大大减小波动背压对柴油机稳定工作的影响。     

对舰船燃气轮机发展的回顾与思考

<正>舰船燃气轮机发展基本情况燃气涡轮发动机是使高压高温的空气燃烧而膨胀作功的热机,在20世纪30年代末开始应用于航空领域并取得了巨大的成功,由于其在设计水平、材料、制造工艺、试验和使用方面技术先进,经验丰富,因此将其改装发展应用于军用水面舰船,实现了舰船动力的燃气涡轮化(图1)。舰船燃气轮机主要部件有燃气发生器、动力涡轮和箱装体,其中燃气