气膜
- 电化学放电加工中气膜厚度及其影响研究＊
产生的主要介质，气膜质量将显著影响加工后的蚀刻坑或微孔质量。因此，对气膜的特性和质量的研究尤为重要。2004 年，Wüthrich R 和Bleuler H 报告了通过垂直圆柱形电极形成气膜的理论模型和临界条件，为进一步研究ECDM 中的气膜特性提供了理论基础[13]。随后，Wüthrich R 等发现气膜厚度是ECDM 的主要限制性因素。此外，有研究表明，添加表面活性剂可以有效地减小气膜厚度[14]。2010 年，Cheng C P 等通过轮廓形状和尺寸
制造技术与机床 2023年10期2023-10-24
- 弯扭涡轮叶片前缘复合角孔气膜冷却
冷却［3］和外部气膜冷却［4］。外部气膜冷却技术的引入，进一步提高了涡轮叶片在发动机中的工作温度上限。在早期气膜冷却中，由于圆柱形气膜孔易于加工，已经广泛运用于涡轮叶片中。但是后来的研究［5-7］表明，在大动量比下，圆柱形孔的射流动量过于集中，易在喷出后穿透主流，不能有效地贴附在壁面上；这个问题虽然在小动量比下有所改善，但由于圆柱形孔射流的展向覆盖范围有限，冷气的有效利用率仍较低。随着气膜冷却技术的发展和加工技术的成熟，异形孔逐渐受到学者的重视，目前应用较
航空学报 2023年18期2023-10-17
- 动静干涉下高压涡轮外环非定常气膜冷却性能分析
隙整体流动传热及气膜冷却现象产生影响，但造成静止和旋转情况差异的主要影响因素是叶片的相对运动[3-5]。随着叶片旋转速度的增大，外环壁面上由于叶片扫掠作用形成的剪切层变得更厚。这种剪切层阻碍了叶尖泄漏流的推进，从而降低了叶顶泄漏涡的强度[6-7]。Thorpe等[8]和Rahman 等[9]对未设置气膜冷却的涡轮机匣换热过程进行了研究；Rahman 等[10]提出了一种新的高压涡轮机匣的被动冷却概念，可使机匣关键区域具有更均匀的冷却效果，并且不增加气动损失
航空发动机 2023年4期2023-09-14
- 冷却孔非均匀排布波纹板隔热屏冷却特性仿真
热屏冷却结构、以气膜冷却的方式来实现对加力燃烧室筒体的热防护。从20 世纪40年代至今，已经发展了平板[4-6]、层板[7-9]、波纹板[10-11]以及冲击/发散双层壁[12-13]等隔热屏结构。由于加力燃烧室内气体流速过大，在不稳定燃烧的情况下，会在隔热屏局部位置产生强烈震荡，对燃烧室结构造成破坏。纵向波纹板隔热屏的出现很好地解决了这一问题。目前所使用的纵向波纹板隔热屏主要为薄壁结构。相比于平板隔热屏，纵向波纹板隔热屏冷气射流的反向对流涡消失速度较快，
航空发动机 2023年4期2023-09-14
- 异形孔气膜在近壁涡流中的鲁棒性分析
必须叠加采用先进气膜冷却技术，在高温部件表面形成低温气膜，避免热端部件与高温燃气直接接触，以保证涡轮叶片使用寿命和正常工作的可靠性。气膜孔的发展大致经历了早期简单的直圆孔、斜向圆孔、扩散孔(扇形孔或簸箕孔)及复杂异形孔。Gritsch等[1]通过实验论证了最简单的异形孔(扇形孔)的气膜冷却效果明显优于圆柱孔。Bunker[2]总结了2005年之前，各类孔型的实际效果，认为扩散的扇形孔是最有实际应用价值的。结合斜向圆柱孔的冷却性能和工艺优势，Han等[3]提
动力工程学报 2022年12期2022-12-18
- T 型槽柱面气膜槽型参数数值计算研究
[1-3]。柱面气膜密封因为具有低泄漏、适宜高滑速等特点契合于航空发动机的密封需求，同时因为它的非接触性，又可以进一步避免密封副之间的接触摩擦、磨损和“碰摩”自振，成为航空航天中流体动密封技术中一个重要的研究方向[4-6]。T 型槽柱面气膜密封因具有的开槽特性，使其稳定性大于无槽柱面气膜密封[7]，并且作为一种单列槽，T 型槽静态稳定性优于双列对称结构槽[8]。除此之外，T 型槽槽型结构对称简单，在主轴轴端密封中可实现主轴正反转密封性能不变，易于加工，且浮
农业装备与车辆工程 2022年7期2022-10-31
- T 型槽柱面气膜密封稳态性能数值计算研究
[1-2]。柱面气膜密封因其低泄漏、低磨损且能适应高速流体机械的极端工况等优异性能，被学者们广泛关注，成为现代新型密封研究中的热点[3-4]。为了提高柱面气膜密封摩擦转矩、浮升力、泄漏率、气膜刚度等性能指标，国内学者对其几何结构进行优化，在其动环或者静环上开槽是有效手段之一。常见的槽型有流线型[5]、仿生槽[6]、人字形槽[7]、T 型槽[8]等。T 型槽结构对称，具备正反转的工作能力，因此在气膜密封中得到了非常广泛的应用。由于T 型槽柱面气膜密封在进行微
农业装备与车辆工程 2022年2期2022-10-30
- 氢氧发动机非均匀圆孔头部气膜冷却数值模拟
成低温边区超声速气膜保护层。特别是在氢氧火箭发动机中，氢进入燃烧室头部后一般为气态或者超临界状态，头部膜冷却以气膜冷却的形式存在。气膜冷却大量应用于航空发动机和超燃冲压发动机中，而在火箭发动机中研究较少。早期的气膜冷却研究主要是通过试验手段进行，直接获得试验结果，从而用于评估冷却效果。但是，试验研究有其局限性，一般只能满足特定的试验条件，对于复杂结构可能无法开展。同时，很多物理量无法通过试验手段测量得到。对具有高温高压燃气环境的火箭发动机燃烧室来说，采用实
火箭推进 2022年4期2022-08-12
- 电厂气膜煤场可靠性配置及控制逻辑研究
责任公司 肖 宾气膜建筑，指的是用特殊膜材料做成封闭空间，内部不需要任何类似于柱子、桁架支撑，完全依靠风机向气膜内吹气，使气膜内压力高于大气压力，使气膜支撑起来的一种新兴的建筑。从气膜建筑的结构特点分析，需要风机持续运行向气膜内充气维持气膜内外差压恒定结构的稳定，风速、雨雪等极端天气均有可能影响气膜的安全运行。因此，研究设计一套气膜煤场安全智能化控制逻辑，通过自动调节气膜内外差压恒定，维持气膜煤场的稳定具有重要意义。1 项目概况电厂煤场为全封闭气膜煤场，采
电力设备管理 2022年11期2022-07-27
- 离心式制冷压缩机气体动压推力轴承静特性的数值分析
h，H分别为平段气膜厚度和斜坡段气膜最大厚度，δh为楔形面高度。每个扇形区域由一段水平箔片和一段斜坡箔片组成，受载如图3b所示，中间区域为气膜，为简化数值计算模型，将轴承简化为刚性轴承，即仅研究流体区域(图3c)。选用轴承的基本参数见表1。图3 气体动压推力轴承结构表1 气体动压推力轴承基本参数2.2 边界条件与数值方法采用六面体网格对上述气膜结构进行网格划分。在厚度方向上进行分层，并添加边界层，经网格无关化验证，最终网格数为1×105，如图4所示。图4
轴承 2022年7期2022-07-19
- 射流角对带小翼凹槽叶顶冷却传热性能的影响
广泛关注[3]。气膜冷却是凹槽叶顶冷却的重要方法之一,研究表明:采用高效的气膜冷却技术可以有效降低凹槽叶顶的热负荷[4]。Zhou等研究发现:小翼顶部的冷却射流可以抑制叶顶间隙泄漏;随着冷却流质量流量的增加,叶顶间隙泄漏损失的增加较小[5]。肖东等研究了叶顶泄漏流与气膜孔冷却流间的相互作用机理,发现凹槽深度、气膜孔吹风比对叶顶冷却性能有较大程度的影响[6]。Yan、He等对比了三种叶顶间隙、两种气膜孔布置条件下的叶顶传热系数与气膜冷却效率,研究表明气膜孔布
西安交通大学学报 2022年7期2022-07-19
- 扇形气膜孔几何参数对气膜冷却效率的影响
却技术必不可少。气膜冷却是通过缝隙或孔引入一股冷却流，借以对下游表面进行保护的冷却方式。该种冷却技术冷却效率高，在现代航空发动机高温部件上得到了广泛的应用。气膜孔射流问题流动复杂，冷却射流进入主流后，与主流发生卷吸和掺混，诱发多种涡结构，从而对气膜冷却效率产生较大的影响[1]。Wright等[2]采用粒子图像测速(particle image velocimetry，PIV)和压力敏感漆(pressure sensitive paint，PSP)技术对圆柱
科学技术与工程 2022年16期2022-07-11
- 环形节流静压止推气体轴承承载力和刚度分析
的跨越，导致轴承气膜压力骤减，甚至出现负压，进而影响轴承的刚度和承载力。MORI[4]将气膜内的流场分为超音速流动阶段、亚音速流动阶段和黏性等温流动阶段，采用柱对称的超音速流动正激波解释了这种压力骤降现象，并通过实验得出在小孔入口处增加圆形或者锥形倒角可以使压力曲线变得平缓的结论。但在相关实验中作者没有发现这种具有强间断面的正激波。1969年MORI和MIYAMATSU[5]又采用拟激波理论研究了这种压力骤降现象，他们忽略了激波导致的熵增，得到的结果和试验
润滑与密封 2022年5期2022-06-11
- 叶片前缘凹槽结构气膜冷却特性数值研究
结构叶片前缘表面气膜冷却效率的分布规律，结果表明凹槽结构显著提升了前缘滞止线附近区域的气膜冷却效率。本文建立了3种不同的叶片前缘凹槽模型和一种叶片前缘无凹槽模型，分别在吹风比为1.0和2.0工况下，分析前缘表面气膜冷却特性的分布规律，研究了凹槽深度及有无凹槽结构对前缘表面气膜冷却特性的影响。1.数值方法1.1 计算模型与边界条件叶片前缘由半圆柱面进行模拟（半径为20mm），驻点凹槽内有8个气膜孔，离驻点凹槽30°位置处有7个气膜孔，各排气膜孔均同向倾斜布置
中国科技纵横 2022年8期2022-05-25
- 柔性端面气膜密封流场分析及密封特性研究
机主轴承刚性端面气膜密封自适应能力较差，在高空多姿态变化运行方式下极易发生摩擦磨损，最终导致密封系统失效[3-5]。柔性端面气膜密封作为一种新型的高性能密封技术，因其特殊的密封端面结构，可在热作用和力作用的耦合效应下保证优良的密封性能和可靠的稳定性，提高机组的运行效率，减少运行成本。MUNSON等[6-7]描述了箔片式气体推力轴承和传统端面密封结构混合设计的发展现状，指出虽然柔性箔片密封较传统端面密封表现出极好的抗变形能力，但为了达到这一目的牺牲了对泄漏的
中国机械工程 2022年6期2022-03-29
- 不同组合方式双排孔射流气膜冷却特性研究
]。其中，多采用气膜冷却和冲击冷却，为此国内外科研机构对气膜冷却和冲击冷却进行了广泛、深入的探究。李左飙等[4]根据深度学习原理，设计了一种基于多层感知器模型(MLP)的深度神经网络，建立了绝热气膜冷却效率的预测模型，该模型在快速评估冷却布局性能方面具有较好的应用前景。孟通等[5]通过实验及数值计算，验证了涡轮叶片气膜冷却效率叠加计算的适用性。为了解冷气喷射对涡轮叶片前缘气膜冷却特性的影响，雷云涛等[6]对圆柱形前缘双排孔气膜冷却进行了全三维N-S 方程数
燃气涡轮试验与研究 2022年3期2022-02-18
- 透平静叶表面多排孔气膜冷却特性试验研究
平叶片进行冷却。气膜冷却是燃气轮机透平叶片外部冷却的主要形式，其原理是冷却空气从叶片表面离散的孔或槽缝流出，与主流迅速掺混并在主流压力梯度的作用下于贴近壁面处形成低温气膜，对透平叶片表面进行隔热和冷却。国内外一般通过试验测量和数值模拟的方式进行透平叶片气膜冷却的研究。在试验测量方面，Huyssen等[1]研究了孔形和叶根倒角对透平静叶气膜冷却端壁流场和温度场的影响。Moore等[2]研究了吹风比对前缘带有扇形孔的透平叶片表面气膜冷却有效度的影响。Barig
动力工程学报 2021年12期2021-12-21
- 流向涡对扇形孔气膜冷却效果影响的实验研究
片进行保护，其中气膜冷却是涡轮叶片不可或缺的热防护技术。提高离散孔气膜冷却效果的关键是气膜孔的构型，Goldstein等[1]发现对于沿孔流向扩张的扇形孔，通过增大气膜孔的出口面积可以降低孔出口处的冷却射流速度，减缓冷气与主流的掺混，提高气膜冷却效率。Bunker[2]在总结比较了多种形状气膜孔的冷却效果后认为扇形孔结构形状简单、易于加工且冷却性能稳定，是目前涡轮叶片气膜冷却的主要形式。各种气膜孔形状的研发及其冷却效率的测定一般是在实验室条件下完成的。由于
动力工程学报 2021年11期2021-11-17
- 超精密全口径抛光机气浮转台的静态特性
和转台间形成一层气膜，从而将两者分开，并利用气体静压原理形成承载［3-7］。国内外学者在静压支撑方面做了大量研究。崔海龙等［8］基于流体力学和固体力学的基本控制方程，建立小孔节流空气静压轴承双向流固耦合数值模拟模型，获取了设计参数对承载力和刚度的影响规律。李一飞等［9］基于fluent 研究了供气小孔尺寸、气腔尺寸、气膜厚度以及供气压力等参数对静压轴承承载力和刚度的影响，为工程设计提供了一定的参考。赵晓龙等［10］采用FDM（有限差分法）和超松弛迭代法对变
光学精密工程 2021年7期2021-09-01
- 基于F-K滑移流模型的柱面微槽气浮密封浮升能力分析
NASA指出环形气膜密封可增加发动机9.7%的净推力，提升4.2%的效率并降低2.5%耗油率[1-2]，因此柱面气膜密封必将成为下一阶段重点研发对象[3]。由于气体黏度较低，导致大间隙不利于气膜产生明显的流体动压效应，因此，通常情况下柱面密封的气膜厚度设置为3～9μm。但是在如此小的气膜厚度下，考虑到高空超速飞行的影响，柱面密封的气体滑移效应将会凸显出来。目前，对非无滑移流体机制的研究主要通过两种方法：一种是基于分子模型运动理论的分子动力学，以DSMC方法
化工学报 2021年8期2021-08-31
- 垂直辅助孔对气膜冷却效率影响的数值分析
ghardt开始气膜冷却研究，为解决机翼防冻的问题，研究二维槽缝热气喷射。之后，Shuye等研究表明扇形孔射流可以明显地提高冷却效率，特别是在高吹风比时，后倾扇形孔横向扩散性更好。Heidmann和Dhungel等人在改造的新型气膜冷却结构中发现两侧辅助孔射流使主孔冷气在与主流掺混中的对旋涡对衰减，冷却效果明显增强。垂直孔辅助射流结构由于改变了冷气和燃气的掺混特性，有效扩展了冷气的展向覆盖范围，气膜冷却效率明显提高，所以，针对该结构开展气膜冷却研究具有重要
中国设备工程 2021年14期2021-07-30
- 跨音速涡轮叶片吸力面气膜冷却特性研究
冷却中广泛使用了气膜冷却技术，气膜冷却即为在叶片表面开有气膜孔，冷却气体从气膜孔喷出贴附在叶片表面形成一层冷气膜，避免高温燃气与叶片表面直接接触，达到保护叶片的作用。通常会在叶片表面不同位置处布置多排气膜孔，使气膜完整均匀地覆盖在叶片表面。为了进行叶片表面多排气膜孔的整体冷却设计，必须首先对叶片不同位置处单排气膜孔的冷却特性进行研究。Jiang[1]研究了在低速风洞中气膜冷却效率受孔位的影响。Winka[2]等人研究了圆形气膜孔冷却效率受叶片表面曲率的影响
中国科技纵横 2021年8期2021-07-22
- 晶格阵列结构与主流高超声速气膜冷却交互作用的数值研究
动热防护措施中的气膜冷却技术维护成本低、结构质量小、可重复使用，能有效提升高超声速飞行器的热防护能力，具有良好的应用前景[1-2]。在气膜冷却通道内，冷却介质与内部结构对流换热，从而显著提升结构的热防护性能。关于通道内流冷却结构的设计，本文所考虑的晶格阵列结构是晶体晶相组织微观原子构型等比放大的一种模型。随着3D 打印技术的逐步成熟，微细晶格阵列结构在高温部件中的应用成为可能。已有研究表明，晶格阵列结构通过增大表面积与体积之比以及强化扰流可以显著提高冷却效
航天器环境工程 2021年2期2021-05-12
- 射流角和质量流量比对涡轮端壁气膜冷却特性的影响
可靠运行[2]。气膜冷却是重要的涡轮冷却技术之一,涡轮端壁受到复杂的二次流动影响,如通道涡、马蹄涡等,其冷却比较困难。在目前的设计中,比较常见的冷却方式为在涡轮的端壁入口开设槽缝或成排气膜孔,并在流道的中间布置离散气膜孔对端壁进行冷却。这种端壁冷却方案受到近端壁区域复杂流动结构的影响,其前缘根部和压力面附近区域难以冷却。因此,开展涡轮端壁气膜冷却研究对先进涡轮设计很有必要。2005年,Thole等在其研究的前缘泄漏流对端壁的气膜冷却特性的基础上,通过对泄漏
西安交通大学学报 2021年4期2021-04-12
- 带气膜阻尼悬臂平板的振动特性研究
阻尼，冲击阻尼和气膜阻尼。其中，干摩擦阻尼和约束层阻尼为传统的被动式阻尼技术，目前应用广泛但各有缺陷：干摩擦阻尼技术成熟，但适用于较低阶模态；约束层阻尼通过设计能够有效控制不同频率内的振动，但在高离心力载荷下很难适用。冲击阻尼和气膜阻尼为先进的被动式阻尼技术，其中冲击阻尼抑振机理复杂，难以实现；而气膜阻尼结构简单、易于加工、且能对多阶振动进行有效抑制，被认为是在航空发动机叶片抑振方面具有应用前景的阻尼技术。文献[3]通过气膜内流体运动压力的分布假设建立了粘
机械设计与制造 2021年2期2021-03-05
- 高压涡轮动叶吸力面气膜冷却特性研究
进行冷却。其中，气膜冷却就是一种高效的冷却方式[1]。近些年来，国内外关于高压涡轮叶片气膜冷却有大量的研究成果，通过高温燃气和冷流的掺混和对流换热降低叶片温度[2-3]，主要分析了气膜孔的几何参数(孔型、孔角度、孔间距等)和不同的气动参数(密度比、吹风比、压力梯度等)对气膜特性的影响。其中，气膜孔孔型和孔角度是研究涡轮叶片气膜冷却的一个重要分支，圆柱型气膜孔是气膜冷却研究中的基本孔型，国内外学者通过改变气膜孔型，使气膜冷却效果得到了提高。凹槽孔、收缩缝孔、
液压与气动 2021年2期2021-02-03
- 气膜孔堵塞对叶片吸力面气膜冷却的影响
涂层，热障涂层与气膜冷却共同起到降低合金基体温度的作用[2-4]。气膜孔和冷却壁面几何形状以及孔间距对气膜冷却有显著影响。唐学智等[5]的研究表明随着孔间距的增大，气膜覆盖范围变小且气膜冷却效率降低。戴萍等[6]的研究表明前向扩张孔的气膜冷却效率高于圆柱形孔，同时前向扩张孔的气膜沿展向覆盖范围更广。李广超等[7]对单入口-双出口的气膜孔进行了研究，结果表明这种孔型使气膜贴附性更好、气膜冷却效率更高。发动机吸入的灰尘等污染物在气膜孔出口附近沉积，以及气膜孔激
动力工程学报 2021年1期2021-01-21
- 气膜孔角度对突肩叶尖泄漏和冷却特性的影响
压涡轮主要使用带气膜冷却的突肩叶尖控制泄漏流动带来的不利影响，突肩叶尖能够允许更小的间隙高度，从而使泄漏流量减小，泄漏损失减小，叶尖热负荷减小，而冷却气膜可以对叶尖进行热防护。目前已经有大量学者对带气膜冷却的突肩叶尖进行了实验和数值研究。Kwak等［5］的实验结果表明：对于平顶叶尖、突肩叶尖的换热系数较小气膜冷却效率较大，压力侧多布置一排气膜孔会进一步使叶尖气膜冷却效率增加。He［6］对相同的模型进行了数值模拟，认为当吹风比增大时，凹槽底面和突肩表面的换热
重庆理工大学学报(自然科学) 2020年11期2020-12-24
- 一字槽柱面气膜密封性能的仿真分析
括刷式密封、端面气膜密封以及本文研究的柱面气膜密封等，其研究成果表明，柱面气膜密封可以提高密封装置性能，减少泄漏量，使发动机在恶劣的工作环境中延长寿命，并且可以降低发动机耗油率，从而直接减少发动机的使用成本[4-6]。柱面气膜密封作为一种先进的非接触式密封[7]，具有寿命周期长、可靠性高和浮动自适应性好等优点[8-9]，其中，该密封结构在自适应方面的优势可以用来解决转子的大动态位移问题[10-11]，因此具有很高的研究价值。柱面气膜密封结构主要由柔性支撑系
流体机械 2020年5期2020-06-24
- 静叶栅上游端壁双射流气膜冷却特性实验
100)0 引言气膜冷却是一种被广泛应用的热防护措施,是保证航空发动机、航天推进器和新概念组合动力系统性能不断提升的重要技术保证[1]。冷却气体从壁面上的气膜孔喷出后,在壁面与高温燃气间形成温度较低的冷气膜,从而保护被冷却壁面。圆形孔是应用最为广泛的一种气膜冷却孔,易于加工维护,但在吹风比较大时,冷却射流易发生吹离,导致气膜覆盖变差[2-3]。相比之下,扇形孔在出口延侧向扩张,减小了冷却射流的动量,在大吹风比时减少了气膜吹离的趋势,因而具有更好的冷却效果[
火箭推进 2020年2期2020-05-06
- 分支孔结构对气膜冷却效率的影响研究
燃气轮机的损坏。气膜冷却作为燃气轮机中常用的冷却手段，其基本原理是是利用涡轮叶片表面上的孔或槽等结构将冷却空气引至涡轮叶片表面，形成气膜，避免高温燃气与涡轮叶片直接接触，以提供冷却保护。孔型结构作为气膜冷却效率的关键影响因素，得到了国内外学者的广泛研究。Ely等[2]对姊妹孔气膜冷却技术的有效性进行了数值研究。结果表明，姊妹孔在高吹风比下显著地改善了整个计算区域的冷却性能。Kim等[3]比较了收敛孔和圆柱孔的空间气膜冷却效率。结果表明收敛孔的空间气膜冷却效
兵器装备工程学报 2020年2期2020-03-23
- 尾迹影响下有复合角扇形孔涡轮叶片表面的气膜冷却效率实验研究
轮叶片冷却技术。气膜冷却作为重要的冷却方式,在航空发动机涡轮叶片中得到了广泛的应用[1]。已有研究发现复合角的存在可以提高射流的覆盖性、增大横向覆盖面积、提高气膜冷却效率,因此引起了许多研究人员的重视。徐红洲等研究了复合角为30°和45°的扇形孔下游气膜冷却的流场和温度场,发现复合角射流下游存在一强一弱反向旋转的纵向耦合涡结构[2]。Ekkad等利用瞬态液晶分别测量了平板上带有复合角的气膜孔下游的气膜冷却效率,并对不同吹风比和密度比条件下的实验结果进行了比
西安交通大学学报 2019年9期2019-09-10
- 螺旋槽干气密封润滑气膜摩擦系数的规律探寻
面间形成的几微米气膜产生极高的气膜刚度进行密封[4]。在运行过程中，润滑气膜摩擦会使气膜温度升高、温度梯度增大，导致介质泄漏量增大、气膜刚度减小、动静环发生较大热变形[5-6]。随着国家2025智能制造的提出，旋转机械逐渐向高参数工况发展，润滑气膜摩擦影响程度加深，更是对干气密封机组稳定、维护周期、摩擦磨损、能源消耗等提出了巨大的挑战，因此研究润滑气膜摩擦系数有重要意义。早在1980年，J.Sedy[7]忽略螺旋槽的存在，将动静环简化为一对平行的圆板，通过
石油化工高等学校学报 2019年2期2019-04-29
- 涡轮叶片吸力面扇形孔气膜冷却效率优化
叶片吸力面扇形孔气膜冷却效率优化黄莺1，张靖周1, 2，王春华1(1. 江苏省航空动力系统重点实验室，南京航空航天大学 能源与动力学院，江苏 南京，210016；2. 先进航空发动机协同创新中心，北京，100191)为了提高气膜冷却效率，采用三维雷诺时均(RANS)和代理优化模型，对涡轮叶片吸力面特定位置的扇形气膜孔结构进行优化；将孔间距与直径比(/)和孔厚径比(/)分别固定为4.5和2.5，仅将扇形孔的倾角、侧向扩展角和前向扩展角作为设计变量；选取气膜孔
中南大学学报（自然科学版） 2018年11期2018-12-06
- 基于气压浮动的防碰撞悬浮抛光方法研究*
节流孔;5-间隙气膜;6-主动轴;7-抛光垫;8-抛光液;9-悬浮基盘悬浮抛光装置在工作状态下，U形抛光盘转动带动悬浮抛光基盘转动，若不存在防碰撞装置，且悬浮抛光基盘存在偏心现象，那么势必会产生一个偏心力，使得基盘与U形盘发生刮擦或碰撞，从而产生研磨不平稳、卡死等现象。其偏心力可以通过下式计算：F=mω2e(1)式中：m—偏心质量；ω2—偏心装置旋转角速度的平方；e—偏心距。通过式(1)不难发现，悬浮抛光基盘和防碰撞装置本身的偏心力和它们的偏心质量、偏心距
机电工程 2018年11期2018-11-27
- 横流通道对气膜冷却性能影响的数值研究
和直肋横流通道对气膜冷却性能的影响，为高温叶片复合冷却设计提供依据。1 计算模型本文参照文献[2]中的实验，建立了如图1（a）所示的计算模型。该模型包括内部横流通道、气膜孔和主流通道。同时，建立了2种横流通道，即光滑通道，如图1（b）所示，直肋通道，如图1（c）所示。图1 计算模型2 边界条件本文采用理想空气作为工质，参考相关实验[2-3]，计算模型壁面均按照绝热处理，主流通道入口给定质量流量0.064 kg/s，总温为26.85℃，出口静压1 atm；横
科技与创新 2018年13期2018-07-05
- 推力室头部最优气膜参数研究
以氢气为冷却剂的气膜冷却是氢氧发动机推力室内壁的冷却方式之一。对于推力室气膜冷却国内外已有大量的试验和数值仿真研究，Arnold等[4]利用缩尺发动机模型试验，以水平射入氢气膜的方式探究不同推力室压力和气膜射入速率条件下的冷却效率，验证了氢气作为冷却剂的有效性和相关影响因素的影响规律。影响气膜冷却的因素有很多，比如气膜孔结构，气膜流动参数等。关于气膜孔的数量，Andrews等[5]的研究表明单位面积内射流孔数量的增多可明显提高冷却效率，但数量并不是越多越好
火箭推进 2018年2期2018-05-16
- 柔性支承柱面气膜密封CFD数值分析
以实现较大柔性的气膜密封技术变得越发重要。目前，柔性气膜密封技术主要包括端面气膜和柱面气膜[7-8]。端面气膜由静环和动环两个部分组成，常用的端面气膜密封结构包括“吸气式”静压端面气膜密封技术、反转轴间端面气膜密封技术和瑞利阶梯型端面气膜密封技术[9]。然而，端面气膜密封技术存在较大的局限性，难以适应航空发动机的工作环境[10-11]。柔性支承柱面气膜采用密封浮动构件和大柔性支承结构制造[12]，在确保最大气膜刚度和最小气膜厚度的条件下，能抵消热力变形和转
电子科技 2018年4期2018-04-08
- 孔间距对燃气轮机动叶气膜冷却效果的影响
尤为重要[1].气膜冷却技术经过几十年的发展，已被广泛应用于燃气轮机热端部件，成为透平叶片的重要冷却方式之一.影响气膜冷却效率的因素大致分为2类[2-3]：一是流动参数，如吹风比、密度比和主流湍流度等；二是结构参数，如孔径大小、孔间距、孔形状和小孔与壁面的夹角等.国内外学者主要采用实验和数值模拟方法对这2类因素进行研究.实验研究方面，Ito等[4]在早期利用热电偶测温方法对单孔和孔排三维气膜冷却的传热系数进行了研究.Schwarz等[5]利用传质类比的方法
动力工程学报 2018年2期2018-03-06
- 环形孔式节流器设计参数对空气静压轴承承载力和刚度的影响
．仿真结果表明：气膜承载力随承载面直径、节流孔直径和进气压力的增大而增大；气膜刚度随承载面直径和进气压力的增大而增大，随节流孔直径的增大而减小；气膜刚度随气膜厚度增加时呈现出先增大后减小变化规律，在中间某一气膜厚度出现最大值．数值分析结果将为空气静压轴承节流器数量、排列组合方式、单个节流器设计参数合理选取提供理论参数．环形节流器；设计参数；承载力；刚度；空气静压轴承随着现代科学技术的发展，空气静压轴承由于其具有摩擦小、精度高、无污染等优点，已广泛应用于高档
杭州师范大学学报(自然科学版) 2017年4期2017-09-06
- 燃烧室壁面鳞片型气膜孔流动与冷却机理分析
方式主要是燃烧室气膜冷却。气膜冷却技术在不断的改进，由最初的圆柱形孔向非圆柱形孔演变[1]。Sen等[2]和Schmidt等[3]的研究表明复合倾斜的前倾扩张孔有利于冷却效率提高。文献[4-5]分别研究了扇形孔在端壁和导向叶片上较好的冷却效果。文献[6]则通过试验研究了扇形孔几何参数对冷却效率和流量系数的影响。Haven等[7]的试验测量结果表明扩张形孔结构减弱了射流在主流中的穿透，有效减弱了射流贴近壁面附近的对涡强度。近年来，国内学者对燃烧室气膜冷却技术
航空发动机 2017年6期2017-06-21
- 防冰支板气膜缝出流对水滴撞击特性的影响
500)防冰支板气膜缝出流对水滴撞击特性的影响刘 华，杨 军(中国航发四川燃气涡轮研究院，成都610500)为研究防冰支板气膜缝出流对其表面水滴撞击特性的影响，利用Fluent软件的离散相模型，在不同气膜缝出流位置、出流角度、宽度及出流流量条件下对防冰支板表面水滴撞击特性进行了计算。结果表明：水滴撞击极限随气膜缝出流流量的增大而减小；水滴局部撞击效率受气膜缝出流位置的影响，并随出流角度、出流流量的增大而减小；水滴总撞击效率随气膜缝出流位置的前移、出流角度的
燃气涡轮试验与研究 2017年2期2017-06-05
- 躲避雾霾天气的气膜馆
怎么办呢？那就到气膜足球馆来吧。9月16日，全国最大的气膜足球馆在辽宁沈阳正式开放，吸引了众多市民前来参观锻炼。这个气膜足球馆真够大的，占地面积约为14000平方米，高20米，外观酷似一块“白豆腐”。建有一个标准11人制气膜足球场，踢足球根本没有问题，还有更衣室、淋浴间、卫生间等相关配套设施呢。
军事文摘·科学少年 2016年11期2017-02-09
- 气膜孔几何位置对旋流冷却流动与传热特性的影响
049,西安)气膜孔几何位置对旋流冷却流动与传热特性的影响范小军,杜长河,李亮,李森(西安交通大学叶轮机械研究所,710049,西安)为了研究气膜孔几何位置对旋流冷却特性的影响,建立了带有气膜孔的旋流腔冷却结构,利用流体动力学软件ANSYS CFX对比分析了有无气膜孔情况下旋流冷却性能的差异,并研究了气膜孔轴宽比和周向角度对旋流冷却流动和换热特性的影响。研究结果表明:气膜孔对旋流腔靶面旋流冷气运动产生强烈扰动,使气膜孔上游冷气流速增加,下游冷气流速降低;
西安交通大学学报 2016年7期2016-12-23
- 气膜孔局部堵塞对叶片压力面冲击－扰流柱－气膜结构综合冷却效率的影响
京 210016气膜孔局部堵塞对叶片压力面冲击－扰流柱－气膜结构综合冷却效率的影响周君辉，张靖周＊南京航空航天大学能源与动力学院，江苏省航空动力系统重点实验室，南京 210016运用数值模拟方法研究了气膜孔局部堵塞对叶片压力面上射流冲击－扰流柱－气膜结构综合冷却效率的影响，重点分析了堵塞位置和堵塞比的影响。研究结果表明：无论是气膜孔内无堵塞还是存在局部堵塞情形，随着吹风比增大，综合冷却效率均呈现逐渐增大的趋势；在低的吹风比下，气膜孔出口－尾缘局部堵塞的综合
航空学报 2016年9期2016-12-06
- 罗赟唯有时间 证明一切
证明。罗赟，约顿气膜的董事长，13年前，他带领团队为中国气膜行业打开了一扇窗。13年后的今天，厚积薄发的约顿气膜成为行业内第一家国家级高新技术企业，拥有19项专利与知识产权，核心技术斩获各项高新技术大奖，受众多投资人青睐，并成功登陆新三板……13年专注于一件事，将一个小众的行业逐步展现给大众，罗赟本人到底有怎样异于常人的坚守毅力和远见卓识？记者带着这样的疑问采访了约顿气膜的董事长罗赟先生。十三年磨一剑在位于北京东四环的朝阳公园网球中心，郁郁葱葱的绿植中矗立
投资与理财 2016年8期2016-08-12
- 北京约顿气膜：“膜”法绿色建筑
动而烦恼时，约顿气膜网球馆国际网球学院总监丁永振却完全不用担心这个问题。早上9点，他准时来到朝阳公园气膜网球中心打网球。“在这里运动非常舒适，而且空气质量很好，最重要的不用担心糟糕的天气。”丁永振虽然身为韩国人，但是中文说得很不错。他告诉本刊记者，在韩国，这种气膜建筑也运用得比较广泛，如运动场馆、垃圾储存、房顶体育场等。而在中国，自2006年北京约顿公司首次在北京朝阳公园建了第一个气膜网球馆之后，如今这种像白色帐篷一样的房子在体育馆、学校、公园、高原、牧场
WTO经济导刊 2015年3期2015-12-24
- 约顿气膜：当节能、“抗霾”与体育相遇
的当天，北京约顿气膜建筑技术股份有限公司（后简称约顿气膜）发布公告：公司全资子公司约顿体育正式注册成立，其未来主营业务将包括体育运营、策划和销售等内容为主。这标志着，国内领先的气膜建筑营建公司约顿气膜从场馆硬件施工营造向体育服务行业的深度转型。公司总经理罗赟表示，这次转型是为了顺应体育产业未来发展的潮流，积极应对市场的变化。记者了解到，约顿之所以在体育事业利好的大潮下进一步转型，是建立在其建设和运营气膜体育建筑的多年经验之上。拓荒气膜建筑成立于2006年的
中关村 2015年9期2015-10-09
- 燃气轮机透平叶片传热和冷却研究:气膜冷却
，基于已有学者对气膜冷却研究的专门综述［2－6］，重点介绍气膜冷却孔型的研究发展;限于篇幅，本文对叶顶传热冷却和尾缘劈缝冷却的内容就不作详细介绍，叶栅端壁的气膜冷却将在作者端壁冷却的论文中予以全面介绍。1 气膜冷却简介气膜冷却是燃气轮机透平叶片及其通流部分外部冷却的主要形式。气膜冷却是指冷却工质从叶型表面的离散气膜孔或是槽缝以射流的方式喷出进入高温主流，在主流压力和摩擦力等的作用下，经与主流掺混后形成的低温冷却流贴近壁面向下游流动形成冷却气膜，从而起到对高
热力透平 2014年1期2014-12-03
- 带槽双射流气膜冷却数值研究
西安)带槽双射流气膜冷却数值研究廖高良,王新军,李军(西安交通大学能源与动力工程学院, 710049, 西安)针对双射流气膜冷却在提高气膜冷却效率中存在横向冷却效果不佳的问题,提出了一种带槽结构的双射流气膜冷却方式,即在气膜孔出口处垂直于流向横开一槽,并在平均吹风比为1.9时,采用CFX商用软件及剪切应力输运湍流模型对带槽双射流结构的流动与冷却特性进行数值研究,获得了横槽倾角对气膜冷却特性的影响规律。研究结果表明:在相同孔间距下,带槽结构能明显改善气膜在被
西安交通大学学报 2014年3期2014-08-08
- 螺旋槽干气密封气膜刚度测试与稳定性分析
要求越来越高，而气膜刚度的稳定性是保证干气密封在稳定性的关键因素，因此关于气膜刚度的研究显得尤为重要。Green等［1］用有限体积法同步的解润滑方程和动力学方程，得出了一些密封参数诸如转动惯量、转速、锥度、压力等对动力学稳定性的影响，给出了密封稳定运行临界转速。Miller等［2］对螺旋槽端面密封环在轴向和2个角向自由度上的运动加以分析，用直接数值频率响应法计算气膜的刚度和阻尼特性。Zhang等［3］建立了单自由度三维微扰运动方程，并用正交分解法求得密封环
振动与冲击 2013年12期2013-09-10
- 波箔径向空气轴承最小气膜厚度测量分析
箔径向空气轴承的气膜厚度是轴承的一项重要性能参数，它直接影响着轴承的承载能力和工作稳定性。由于轴承气膜厚度的精确测量比较困难，故对轴承气膜厚度的研究多集中在理论仿真领域[6]。下文针对波箔径向空气轴承提出了一种气膜厚度测量方法，给出了各工况轴承气膜厚度的测试数据，并得出了转轴转速、轴承载荷与气膜厚度之间的关系。1 波箔径向空气轴承如图1所示，波箔径向空气试验轴承由轴承外壳、波形箔片、平箔片3部分组成。波形箔片和平箔片在同一端分别固定在轴承外壳上宽0.2 m
轴承 2013年10期2013-07-21
- 旋转状态下气膜冷却效率试验研究
91)旋转状态下气膜冷却效率试验研究潘炳华1，任芳1，郭文1，陶智2(1.中国燃气涡轮研究院，四川成都610500；2.北京航空航天大学，北京100191)以某型发动机高压涡轮转子叶片吸力面腮区气膜孔为研究对象，通过模拟发动机状态的模型试验，研究了旋转数、吹风比和主流雷诺数对气膜孔冷却效率的影响。结果表明，旋转会导致气膜覆盖区域向高半径方向偏转，且旋转数越大，偏转角度越大，气膜冷却效率越低；同时，旋转会弱化吹风比、主流雷诺数等对气膜冷气效率的影响。研究获得
燃气涡轮试验与研究 2013年1期2013-07-05
- DD6单晶冷却涡轮叶片模拟试样蠕变寿命研究
轮叶片模拟试样中气膜孔对蠕变寿命的影响。分别对带气膜孔和不带气膜孔的薄壁圆管试样进行了蠕变测试，带气膜孔试样作为冷却叶片模拟件，不带气膜孔试样与之比较。900℃与1 000℃的蠕变试验结果表明：在相同应力条件下，壁厚为2.0 mm试样的蠕变寿命要比壁厚为1.5 mm试样的长，带气膜孔试样的蠕变寿命要比不带气膜孔的长，壁厚和气膜孔是影响模拟试样蠕变寿命的主要因素。通过扫描电镜分析发现：所有试样的蠕变断裂形式以韧窝断裂为主，带气膜孔试样的蠕变变形主要出现在气膜
燃气涡轮试验与研究 2011年4期2011-07-05
- 气膜孔结构对涡轮导叶端壁冷却效率的影响研究
191)1 引言气膜冷却技术作为高性能航空发动机高温部件的主要冷却方式之一，在数十年中不断发展。从最初的圆柱型孔改进为现在的异型孔，从单一的气膜冷却孔发展到现在的孔槽结合，国内外学者对此进行了大量研究。Daniel G.Knost[1]研究了涡轮叶栅通道上游端壁开设槽对下游端壁的气膜冷却问题，指出冷气在叶栅压力面端壁附近脱离壁面，导致该区域的冷却效果很差。W.Colban[2]等研究了涡轮叶栅端壁开设圆柱型孔和扇形孔模型的气膜冷却问题，表明采用扇形孔提高了
航空发动机 2010年2期2010-09-28
- 大小孔交替排列对气膜冷却效率的影响
大小孔交替排列对气膜冷却效率的影响刘晓红 罗 翔 陶 智(北京航空航天大学 航空发动机气动热力重点实验室,北京 100191)采用数值模拟方法研究了大小气膜孔交替排列(均匀排列的圆柱形单孔两侧分别开设一个平行的小孔)情况下的流动和换热,并与常规的圆柱形单孔结构进行对比,分析大小气膜孔交替排列提高冷效的机理,研究大小孔的孔径比对气膜冷却效果的影响规律.结果发现:在圆柱形单孔两侧分别设置一个平行的辅助小孔,大小孔冷气射流的肾形涡相互干涉,导致主气膜孔下游的肾形
北京航空航天大学学报 2010年11期2010-03-16
- 反转轴间气膜密封动特性分析
191)反转轴间气膜密封动特性分析王之栎 刘国西 郭艳丽(北京航空航天大学 机械工程及自动化学院,北京 100191)用有限元法计算了双端面期末密封两端面的气膜刚度和阻尼,分析了密封跑道质量和主密封环质量对气膜刚度和阻尼的影响,并对瞬态扰动力作用下前密封跑道和主密封环的振动过程进行了讨论.结果表明:膜厚对气膜刚度和阻尼影响较大,在膜厚小于 5μm下尤为明显;系统的自由振动频率主要由前密封跑道质量决定,主密封环质量对自由振动频率影响较小;同一密封跑道质量对应
北京航空航天大学学报 2010年5期2010-03-16