检索结果-内蒙古大学图书馆

推进技术 2025年第3期46卷 80-90页

作者：牛夕莹郑群林枫李国强高春祥高杰李翔宇哈尔滨工程大学动力与能源学院黑龙江哈尔滨150001 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150078 船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室-海洋工程燃气轮机实验室黑龙江哈尔滨150078

为了探索船用燃气轮机燃烧室出口热斑在涡轮叶栅内的迁移路径和规律,并为叶片冷却设计、热防护和温度测量提供参考,本研究分析了某船用燃气轮机高、低压涡轮中热斑的迁移路径,并考虑了冷却空气的影响,揭示了高低压涡轮导叶和动叶通道内... 详细信息

为了探索船用燃气轮机燃烧室出口热斑在涡轮叶栅内的迁移路径和规律,并为叶片冷却设计、热防护和温度测量提供参考,本研究分析了某船用燃气轮机高、低压涡轮中热斑的迁移路径,并考虑了冷却空气的影响,揭示了高低压涡轮导叶和动叶通道内热斑的演变过程。结果表明,燃烧室出口的热斑在通过高低压涡轮导叶和动叶通道时逐渐被“切割”,其强度也随之减弱。虽然热斑核心的径向位置基本保持在35%叶高处不变,但其周向沿旋转方向的偏移逐渐增加,在通过高、低压涡轮后,偏移角度约为37°。高、低压涡轮动叶进口最大温差分别达到200℃,150℃,叶片设计时应留有一定的温度裕度。本文的结果不仅为确定燃气发生器涡轮出口处总温热电偶的周向和径向位置提供了依据,也为监测燃烧室的工作情况、评估燃气轮机的总体性能和涡轮叶片冷却设计提供了参考。

关键词：船用燃气轮机高低压涡轮热斑迁移路径三维非定常

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船用燃机涡轮导叶扇形叶栅气动性能试验研究

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舰船科学技术 2025年第2期47卷 113-119页

作者：牛夕莹郑群高春祥林枫高杰胡博哈尔滨工程大学动力与能源学院黑龙江哈尔滨150001 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150078 船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室-海洋工程燃气轮机实验室黑龙江哈尔滨150078 清华大学能源与动力工程系北京100084

为了验证全三维优化设计效果,并探索适用于船用燃气轮机工作特点的叶型,利用扇形涡轮叶栅试验台,针对某船用燃气轮机原型和改型两套涡轮导叶,开展了不同攻角下的扇形叶栅气动性能试验。应用五孔探针、叶片表面静压测量孔,分别测量了叶... 详细信息

为了验证全三维优化设计效果,并探索适用于船用燃气轮机工作特点的叶型,利用扇形涡轮叶栅试验台,针对某船用燃气轮机原型和改型两套涡轮导叶,开展了不同攻角下的扇形叶栅气动性能试验。应用五孔探针、叶片表面静压测量孔,分别测量了叶栅出口流场、不同叶高处叶片型面的压力,分析了导叶出口截面速度场及总压损失分布,导叶根、中、顶这3个截面压力分布,以及节距平均出口气流角、总压损失系数沿叶高分布等。优化前后试验结果对比分析表明:经优化改型后,沿叶高方向导叶表面压力分布更趋均匀化,叶片后部加载特征更加明显,在试验攻角范围内(-10°~+10°)导叶总压损失系数明显减小,且攻角变化对损失影响较小。结果表明,导叶该型是成功的,改进后的导叶对变工况的适应性更加优良,非常适合用于工况变化较为频繁的船用燃气轮机。

关键词：船用燃气轮机涡轮导叶扇形叶栅气动性能

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船用多级轴流压气机低工况扩稳优化研究

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推进技术 2022年第1期43卷 375-383页

作者：徐宁李冬汪作心万新超中国船舶集团有限公司第七〇三研究所船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室-海洋工程燃气轮机实验室黑龙江哈尔滨150078

以船用九级轴流压气机为研究背景,探讨减少可转导叶列数的可行性,并提升低工况喘振裕度,通过数值模拟方法研究通流布局优化对压气机低工况稳定性的影响。通过特性分析和详细流场分析表明:一维关键参数选取对最佳可转导叶控制策略影响较... 详细信息

以船用九级轴流压气机为研究背景,探讨减少可转导叶列数的可行性,并提升低工况喘振裕度,通过数值模拟方法研究通流布局优化对压气机低工况稳定性的影响。通过特性分析和详细流场分析表明:一维关键参数选取对最佳可转导叶控制策略影响较大。优化部分级关键参数,不仅减少了可转导叶列数,而且提升了低转速下的喘振裕度,在75%转速下喘振裕度提升了2.27%,在70%转速下喘振裕度提升了3.3%。

关键词：船用燃气轮机低压压气机气动设计方法低工况稳定性可转导叶

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中介机匣支柱尾迹效应诱发的高压压气机进口导叶共振现象在多级环境下的数值研究

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推进技术 2022年第7期43卷 149-156页

作者：王琦张亮刘云宁徐宁中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150078 船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室-海洋工程燃气轮机实验室黑龙江哈尔滨150078

为了解决某型燃气轮机高压压气机在进行数个小时试验后出现的悬臂式进口导叶断裂故障,以中介机匣与高压压气机进口级作为研究对象,采用约化方法在故障发生工况下进行了非定常数值模拟,得到了该工况下中介机匣内部的流场演化情况与作用... 详细信息

为了解决某型燃气轮机高压压气机在进行数个小时试验后出现的悬臂式进口导叶断裂故障,以中介机匣与高压压气机进口级作为研究对象,采用约化方法在故障发生工况下进行了非定常数值模拟,得到了该工况下中介机匣内部的流场演化情况与作用在进口导叶叶身上的非定常气动力变化规律,结合叶片模态分析,对引起进口导叶疲劳断裂的原因进行了研究。结果表明:中介机匣支柱的尾迹效应是进口导叶受到周期性激励的主要原因。在故障发生工况下,钝体支柱流动尾迹的周期性激励频率与叶片自身一阶固有频率接近,导致高压压气机进口导叶产生共振,从而引起了叶片的疲劳断裂。

关键词：高压压气机悬臂式导叶疲劳断裂中介机匣支柱尾迹非定常激振力

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燃气轮机燃烧室双燃料混合燃烧数值模拟

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动力工程学报 2021年第8期41卷 632-639页

作者：杨强李雅军从文峰林枫中国船舶集团有限公司第七○三研究所船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室海洋工程燃气轮机实验室哈尔滨150078

对燃气轮机双燃料燃烧室进行了2种燃料混合燃烧条件下的数值模拟.结果表明:混合燃烧条件下,液体燃料不同质量流量下的雾化特性、双燃料喷嘴气/液路结构以及气/液燃料的燃烧场差异决定了双燃料燃烧室的混合燃烧性能;当2种燃料混合燃烧时... 详细信息

对燃气轮机双燃料燃烧室进行了2种燃料混合燃烧条件下的数值模拟.结果表明:混合燃烧条件下,液体燃料不同质量流量下的雾化特性、双燃料喷嘴气/液路结构以及气/液燃料的燃烧场差异决定了双燃料燃烧室的混合燃烧性能;当2种燃料混合燃烧时,液体燃料雾化质量恶化及外环气体燃料喷嘴对燃烧场的径向压缩导致高温驻点向燃烧室出口移动,温度分布系数(OTDF)偏高,燃烧效率下降;可通过进一步优化气动燃油雾化喷嘴或提高雾化空气量,来有效提高双燃料燃烧室低工况混合燃烧时的燃烧性能.

关键词：双燃料燃气轮机燃烧室混合燃烧性能分析数值模拟

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支板型线对压气机中介机匣性能影响的试验研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1033-1040页

作者：赵龙辉徐宁汪作心陆华伟大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150078 船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室—海洋工程燃气轮机实验室黑龙江哈尔滨150078

为了明确支板对中介机匣气动性能的影响,本文针对某一舰船燃气轮机压气机中介机匣的2种不同支板开展了对比试验研究。试验结果显示:在0.2、0.3和0.4Ma工况下,改型支板较原型支板中介机匣的出口总压损失系数分别降低37%、79%和77%,原型... 详细信息

为了明确支板对中介机匣气动性能的影响,本文针对某一舰船燃气轮机压气机中介机匣的2种不同支板开展了对比试验研究。试验结果显示:在0.2、0.3和0.4Ma工况下,改型支板较原型支板中介机匣的出口总压损失系数分别降低37%、79%和77%,原型支板尾迹损失远大于改型支板,但主流区域油流和气动测量结果相似。这说明主流区域轴向压力变化不受支板型线影响,但相较于原型支板,改型支板能够有效降低中介机匣的气动损失。

关键词：支板中介机匣角区分离气动性能总压损失压气机气动试验油流燃气轮机型线

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大功率舰船燃气轮机压气机增容模化设计研究

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推进技术 2020年第11期41卷 2483-2489页

作者：徐宁汪作心李冬姜斌中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150078 船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室—海洋工程燃气轮机实验室黑龙江哈尔滨150078 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

某重点项目的船用燃气轮机领域提出了更高等级功率燃气轮机的要求。为了在研制周期内快速设计一型压气机,以现有机型为母型机进行模化设计,在母型机特性图上合理选择模化点,确定模化比,得到增容后模化机的叶片和几何通流结构,划分网格时... 详细信息

某重点项目的船用燃气轮机领域提出了更高等级功率燃气轮机的要求。为了在研制周期内快速设计一型压气机,以现有机型为母型机进行模化设计,在母型机特性图上合理选择模化点,确定模化比,得到增容后模化机的叶片和几何通流结构,划分网格时,充分考虑叶顶间隙、倒角、引气孔、梳齿密封等,以更接近于工程实际情况,对模化机进行全三维数值模拟计算。结果表明,模化机设计点性能指标达到要求,非设计工况喘振裕度基本与母型机相同,模化后叶顶相对间隙的降低会带来阻塞点流量的升高、失速点流量的降低,导致低转速下喘振裕度的升高和高转速下喘振裕度的降低。总体来说,模化增容设计继承了母型机优良的气动性能,为快速、高效研发新机型提供宝贵经验。

关键词：舰船燃气轮机压气机母型压气机模化设计数值模拟性能分析

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船用燃气轮机动力涡轮气动设计及优化研究

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推进技术 2023年第2期44卷 136-144页

作者：李翔宇霍玉鑫徐海成刘宇李国强牛夕莹朱晓明李越中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150078 船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室-海洋工程燃气轮机实验室黑龙江哈尔滨150078 海军装备部装备项目管理中心北京100001

船用燃气轮机动力涡轮在大范围变工况下性能衰减严重,为满足动力涡轮宽工况气动设计的技术要求,本文基于某型船用燃气轮机热力循环参数,开展动力涡轮气动设计。通过正交实验法研究了涡轮效率对载荷系数等七个关键设计参数的敏感性;集成N... 详细信息

船用燃气轮机动力涡轮在大范围变工况下性能衰减严重,为满足动力涡轮宽工况气动设计的技术要求,本文基于某型船用燃气轮机热力循环参数,开展动力涡轮气动设计。通过正交实验法研究了涡轮效率对载荷系数等七个关键设计参数的敏感性;集成NREC软件内部模块,开展了一维优化设计;分别利用自由涡设计方法、可控涡设计与后加载叶型相结合方法进行了三维气动设计与优化。结果表明:涡轮效率对七个设计参数敏感性由高到低依次为平均流量系数、平均载荷系数、稠度、尾缘厚度与喉部宽度比值、反动度、叶顶间隙与叶高比值、展弦比;通过一维与两版三维气动方案结果对比与校核,涡轮在设计与低速工况下都具有良好的气动性能,说明形成的一维优化设计方法行之有效;采用可控涡设计和后加载叶型后,设计工况下总效率提高了0.62%,压比为2和6的低速工况下,总效率分别提高了0.764%和1.979%。可控涡设计相比自由涡设计而言,主要是对动叶降低损失,对径高比为5.1~7.8的涡轮级仍有一定的优化效果,在低速工况更明显。如配合静叶载荷形式的优化,效果更好。

关键词：动力涡轮敏感性分析低维优化可控涡设计数值模拟

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燃气轮机双燃料燃烧室温度场优化研究

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热能动力工程 2021年第9期36卷 154-163页

作者：杨强劳新力冉军辉宁有智中国船舶集团有限公司第七○三研究所黑龙江哈尔滨150078 船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室—海洋工程燃气轮机实验室黑龙江哈尔滨150078 船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室—海洋工程燃气轮机实验室黑龙江哈尔滨150078

为了优化双燃料燃烧室温度场分布,针对某型逆流环管双燃料燃烧室,设计了3种不同的火焰筒配气结构.利用ANSYS FLUENT软件,选用Realizable k-epsilon湍流模型及Finate Rate Chemistry and Eddy-disspation燃烧模型对燃烧室额定工况下的温... 详细信息

为了优化双燃料燃烧室温度场分布,针对某型逆流环管双燃料燃烧室,设计了3种不同的火焰筒配气结构.利用ANSYS FLUENT软件,选用Realizable k-epsilon湍流模型及Finate Rate Chemistry and Eddy-disspation燃烧模型对燃烧室额定工况下的温度场及速度场进行了数值模拟.研究表明:对比液体燃料,由于气体燃料扩散较快,燃烧室在使用气体燃料时高温区分布周向收缩并沿火焰筒轴向后移.对于本型燃烧室,适当增大主燃孔孔径并在火焰筒轴向方向偏后布置,可以有效解决双燃料燃烧室使用气体燃料时高温区后移的问题,对气/液两种燃料条件下的温度场组织更为有利.

关键词：燃气轮机燃烧室双燃料数值模拟性能分析流量分配

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燃气轮机叶片预扭叶冠应力计算与分析

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热能动力工程 2021年第9期36卷 172-178页

作者：李宗全牛夕莹安仲玉刘宇中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150078 船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室-海洋工程燃气轮机实验室黑龙江哈尔滨150078

以某型燃气轮机动力涡轮动叶为研究对象,通过仿真计算开展了预扭叶冠应力分布规律的研究。计算过程考虑了离心力载荷、压力载荷、热载荷、预扭约束的影响。计算结果表明:与无预扭约束叶冠相比,增加预扭约束后叶冠应力分布情况发生明显变... 详细信息

以某型燃气轮机动力涡轮动叶为研究对象,通过仿真计算开展了预扭叶冠应力分布规律的研究。计算过程考虑了离心力载荷、压力载荷、热载荷、预扭约束的影响。计算结果表明:与无预扭约束叶冠相比,增加预扭约束后叶冠应力分布情况发生明显变化,大应力位置集中在预扭工作面与非工作面夹角位置,应力主要与离心力载荷和预扭约束有关。在离心力载荷作用下,叶冠有绕叶身进气侧旋转的位移运动;增加预扭约束后,抑制了叶冠的旋转,导致叶冠在夹角位置产生了附加应力;在叶冠夹角位置的应力由离心载荷产生的应力、预扭约束产生的应力与附加应力共同组成,为降低叶冠夹角位置的应力水平,需对叶冠厚度进行改进。

关键词：燃气轮机预扭叶冠附加应力

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