收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

航空发动机低压涡轮内部流动及换热特性研究

李文  
【摘要】:低压涡轮是航空发动机的重要部件,其效率变化对发动机推(功)重比、耗油率有显著的影响,因此,为提高航空发动机性能、推动先进技术的研发,有必要对低压涡轮内部流动及换热特性进行全面细致的研究。 本文利用CFD技术对低压涡轮内部气动流动结构、高空低雷诺数(Re数)下内部流动及冷却特性、轮盘盘腔内部换热规律和流动损失机理进行了深入研究,并为下一步的低压涡轮流动及冷却特性实验研究工作开展了相关的实验装置研制及改造工作,主要研究内容如下: 1.详细研究了某航空发动机涡轮不同工况气动特性。在总结其流动特性和流场结构的基础上进行了优化改型,效率提高0.8%,流量增加2.7%,低压涡轮输出功增加10.4%,证明所采用优化改型方法对发动机性能提升作用显著。 2.采用气热耦合计算方法,对某航空发动机低压涡轮高空低Re数下的流动及冷却特性进行了深入研究,仔细分析了Re数对低压涡轮效率、流动和换热特性的影响。随着Re数(2×105)的增加,附面层分离损失不断降低使得低压涡轮效率单调增加;而Re数的降低导致换热系数降低,对比发现在地面高Re数工况下低压涡轮叶片冷却效果最好。 3.对低压涡轮动叶叶顶冷却射流的研究表明射流能够减小泄漏量、增加泄漏涡强度、促进射流与主流掺混,从而明显提高了涡轮效率,且存在一个最优射流强度πj使得低压涡轮性能达到最优。 4.在前人实验工作的基础上,对发动机涡轮盘腔内部的流动和换热特性进行深入分析研究,发现在不同的湍流参数λT、预旋比βP和旋转雷诺数Re,工况下,惯性力和离心力占不同的主导地位,从而导致流场结构呈现出规律性变化;Nu数随Re。的增加而增加,低射流强度时Nu数沿径向是递增的,而高射流强度时Nu数沿径向是递减的。 5.详细介绍为开展低压涡轮内部流动及冷却特性实验研究而对IET短周期涡轮实验台进行的适应性研制改造工作,测试结果表明各实验装置均能满足实验研究工况要求,可以开展相关实验工作。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 学牛;;减少低压涡轮二次流损失的方法[J];热能动力工程;2011年05期
2 佳力;德国的3E发动机计划[J];国际航空;1998年12期
3 齐少军,葛爱学,蔡元虎,王占学;用高低压涡轮间补燃提高双轴涡扇发动机性能[J];推进技术;2002年06期
4 梁春华 ,刘红霞;TECH56技术计划的涡轮技术[J];航空发动机;2002年04期
5 张伟昊;刘火星;李维;邹正平;;尾迹与涡轮叶栅边界层的相互作用[J];航空动力学报;2009年04期
6 张军胜;乔渭阳;孙大伟;;基于Gurney襟翼的低压涡轮叶栅流动控制实验[J];航空动力学报;2009年05期
7 斯坦利·坎德伯;正在等待新机会的CFMI公司新发动机[J];国际航空;2001年05期
8 李维,邹正平;低雷诺数环境中低压涡轮部件的气动设计探索[J];推进技术;2004年03期
9 梁春华;TECH56技术计划即将结束[J];航空发动机;2004年01期
10 邹正平;叶建;刘火星;李维;杨琳;冯涛;;低压涡轮内部流动及其气动设计研究进展[J];力学进展;2007年04期
11 唐洪飞;张威;王振峰;韩万金;;大子午扩张涡轮的前掠宽弦叶型数值研究[J];汽轮机技术;2009年06期
12 罗华玲;乔渭阳;许开富;李伟;;自由流湍流度对某低压涡轮级气动影响的数值研究[J];航空动力学报;2008年08期
13 唐洪飞;黄洪雁;王振峰;韩万金;;大子午扩张涡轮的根部型线研究[J];航空动力学报;2010年07期
14 李伟;朱俊强;李钢;徐燕骥;;基于表面热膜的超高负荷低压涡轮叶栅附面层特性[J];航空动力学报;2011年01期
15 罗华玲;乔渭阳;许开富;;一种大负荷低压涡轮叶型的气动性能[J];航空动力学报;2009年12期
16 罗华玲;乔渭阳;许开富;;射流襟翼-低压涡轮叶栅主动流动控制数值研究[J];航空动力学报;2008年02期
17 唐洪飞;杨彤;王振峰;黄洪雁;韩万金;;大子午扩张涡轮的过渡段分离控制设计[J];科学技术与工程;2009年21期
18 李维,邹正平,赵晓路;雷诺数对涡轮部件性能的影响[J];航空动力学报;2004年06期
19 罗华玲;乔渭阳;;低压涡轮叶型边界层相互作用的数值模拟[J];推进技术;2009年01期
20 唐洪飞;颜培刚;黄洪雁;韩万金;;大子午扩张涡轮的分离控制[J];航空学报;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 罗华玲;乔渭阳;许开富;;大涵道比涡扇发动机低压涡轮流动机理及设计技术研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
2 张丽;吴兴锁;;某发动机低压涡轮长轴内型面测量系统研究[A];2008年航空试验测试技术峰会论文集[C];2008年
3 石珂;王奉明;;高空长航时无人机用涡扇发动机关键技术分析[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
4 蔡元虎;邓明;;大型民机发动机的特点及关键技术[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
5 刘冬;任智慧;;某型发动机涡轮后排气总温T_4~*闭环控制算法改进研究[A];探索 创新 交流——第三届中国航空学会青年科技论坛文集(第三集)[C];2008年
6 梁春华;;21世纪大涵道比涡扇发动机技术研究计划和关键技术[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
7 唐海军;曹大树;谢明立;姚红宇;;某发动机空中停车事件的失效分析[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年
8 孙雨超;张志学;李江宁;张孝春;尚守堂;游庆江;;一体化加力燃烧室方案设计及数值研究[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
9 黄太平;;涡扇发动机转子动力特性计算与分析[A];福建省科协第四届学术年会提升福建制造业竞争力的战略思考专题学术年会论文集[C];2004年
10 隋岩峰;梁彩云;李家瑞;;某双轴涡扇发动机模型修正方法研究[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 李文;航空发动机低压涡轮内部流动及换热特性研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
2 胡书珍;高低压涡轮过渡段内部复杂流动机理及调控研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2012年
3 赵洪雷;航空轴流涡轮的多级气动优化设计及气动性能研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
4 赵庆军;无导叶对转涡轮流动特性分析及其进口热斑迁移机理研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2007年
5 杨科;基于CFD方法的叶轮机械优化设计理论及实例[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2007年
6 张惠;1+1/2对转涡轮流动特性分析及其气膜冷却流动机理研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔涛;大型涡扇发动机低压涡轮的气动设计及相关问题研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 刘云锋;某大型涡扇发动机低压涡轮气动设计与分析[D];哈尔滨工业大学;2007年
3 刘勋;低雷诺数低压涡轮气动性能分析[D];哈尔滨工业大学;2008年
4 朱榕川;某型低压涡轮动叶冷效试验研究[D];电子科技大学;2009年
5 林奇燕;透平级叶栅流动性能分析[D];哈尔滨工程大学;2007年
6 于飞龙;低压涡轮动叶冷却结构的改进研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
7 李亚政;高载荷低压涡轮叶片的性能研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
8 智博;基于平衡流形的涡轮发动机性能控制研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 李得英;低压涡轮正问题中损失模型应用研究及气动优化设计[D];哈尔滨工业大学;2012年
10 靳杰;涡轮S_2流面正问题气动优化设计研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 罗志英;“太行”有险阻 苦战能过关[N];中国航空报;2006年
2 王晓红;铁肩托“太行” 科研谱新篇[N];中国航空报;2006年
3 晏武英;MTU公司为普惠齿轮传动风扇发动机设计高速涡轮[N];中国航空报;2007年
4 本报记者 陈颖卢飒;今年销售产值预计600万美元[N];贵阳日报;2008年
5 郑剑辉;转包生产 向世界级零部件供应商迈进[N];中国航空报;2008年
6 本报记者 刘葆华 通讯员 孙红良 王兴石 杨杏芬;飞机“心脏”保护神[N];中国民航报;2010年
7 谢永富;高技术引领安大快速发展[N];中国航空报;2004年
8 通讯员 杨可民;西航跻身国际航空制造领域[N];西安日报;2002年
9 李晶雪;创新铸就超越[N];中国航空报;2006年
10 谢永富;高新技术推动安大公司强劲发展[N];中国航空报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978