为了研究入口气流旋流角对带支撑结构轴流排气扩压段气动性能的影响,以某型燃气轮机排气扩压段为研究对象,采用数值计算的方法,对单独排气段模型及排气段和涡轮末级动叶耦合模型分别进行数值模拟。采用总压保持系数和静压恢复系数作为衡量排气扩压段气动性能的主要参数。排气段单独模拟的结果显示,当旋流角从0°变化至-32°,总压保持系数下降4%,且在-20°以后开始呈现突然的快速下降趋势;而静压恢复系数先上升后降低,在-16°时达到最大值。另外,通过耦合模型与单独排气段模型的数值计算对比,发现当排气段入口旋流角和质量流量相同时,计算结果较为一致。以上结果说明,入口旋流角是影响排气扩压段流动性能的关键因素之一,进行排气段结构设计时要充分考虑旋流角对内部流动的影响。而且,单独排气段数值模拟在相同质量流量和旋流角度条件...

气动力降阶模型是提高气动弹性振动分析速度的新方法。现有气动力降阶模型的研究主要集中在叶片和机翼的颤振方面,没有涉及尾流激励引起的叶片振动问题。基于小扰动理论,本文将上游尾流傅立叶分解为若干个谐波,分别计算各阶谐波对叶片气动力的扰动,通过线性叠加各扰动,建立了尾流激励的叶片气动力降阶模型。二维叶片的算例表明:本文建立的气动力降阶模型能够描述上游尾流引起的叶片气动力的变化。

针对民航客机涡扇发动机鸟撞问题,以某民机大涵道比涡扇发动机风扇/增压级为研究对象,将风扇鸟撞造成的缺损进行简化,构建了四种简化的鸟撞损伤模型。在此模型的基础上,采用数值模拟方法,预测和分析鸟撞损伤引起的风扇气动性能变化。通过分析得出,鸟撞后风扇流量、压比、效率、裕度均显著下降,缺损超过两片叶片后性能显著恶化。其中靠近损伤叶片吸力面一侧的叶片入口攻角增大,产生流动分离,是造成风扇裕度下降的关键叶片。

为揭示转子前缘轮毂间隙泄漏流对高负荷压气机气动性能影响的物理机制,采用轮毂间隙边界条件模化处理方法,开展了轮毂泄漏流对跨声速压气机转子性能影响的三维定常数值模拟,分析了不同轮毂泄漏流量下压气机轮毂壁面流场结构与流态变化特征。研究结果表明轮毂泄漏流会恶化压气机流通能力,影响程度随着泄漏量增加而逐渐增大。在近峰值效率工况下,当泄漏流量达到0.50%时,压气机流量约减小0.74%。当轮毂泄漏流达到一定强度后,反而呈现出部分正面效果,使得压气机压比或效率得到一定程度改善。轮毂泄漏流通过影响轮毂壁面流场结构空间分布来对压气机气动性能施加影响,尤其是鞍点的位置决定着轮毂间隙下游回流区和顺流区的影响范围以及轮毂壁面横向潜流强度。

针对燃气轮机压气机流场产生的气动阻尼影响含裂纹叶片振动特性问题,采用数值计算对气动阻尼下含裂纹压气机叶片振动特性进行研究。将裂纹悬臂梁的一阶弯曲振动简化为单自由度系统,引入呼吸式裂纹刚度模型,改变阻尼系数模拟气动阻尼,利用四阶Runge-Kutta法和快速傅里叶变换,得到悬臂梁相关振动特性图,分析气动阻尼与结构振动的关系。研究结果表明气动阻尼的存在缩短了振动到达稳态的时间并抑制了稳态幅值和振动的非线性。

为某型燃气轮机陆基试验台进气系统设计了一种由5个节流板组成的进气阻力模拟装置,用于模拟燃气轮机实船状态下的进气阻力。采用CFD数值模拟方法,分析该装置阻力模拟装置节流板不同偏转角度对燃气轮机进口空气流场及总压损失的影响,通过试验验证了数值模拟结果的准确性。数值结果表明节流板顺时针持续偏转,下流底部回流区域逐渐扩大,下游主流流速分布较均匀,有利于燃气轮机运行;同时节流板偏转使得燃气轮机进口截面顶部区域低速区扩大,截面高速分布区域更加均匀。节流板逆时针偏转会增大燃气轮机进口截面不均匀度,且引起的总压损失要大于顺时针偏转,不利于燃气轮机运行。同时还通过试验验证了数值计算模型和相关分析的可靠性,为节流板的设计、安装提供了重要的理论依据。

基于第1轮燃气轮机国产化制造的经验与教训,提出了更为稳健的军民融合技术开发思路,对新采购到货的尾筒密封件通流外表面增设热障涂层。选用航空发动机修理用的先进涂层材料并研发了适用于燃气轮机的热障涂层制备工艺技术,完成了样品研制,分别在连续运行以及两班制运行的联合循环机组上进行了挂机实验。结果显示,涂层材料经受住了至少1个检修周期的运行考验,一些产品实现了延寿2个检修周期的目标,一些产品未能实现延寿至少1个检修周期的正常预期目标。部分实验未达到预期延寿目标主要是受限于尾筒密封件基材性能,其次是涂层制备工艺不稳定。提出热障涂层材料与制备工艺的技术改进设想,总结了主要成果、教训和不足之处。

LM2500+燃气发生器可变静叶(VSV)调节系统由较多部件组成,包括VSV伺服阀、执行器、增压泵、扭矩轴、静叶执行环、转动臂、连接杆等。经过多年的运行,发现上述部件规律性的故障,根据零部件的图纸资料、现场检修经验,实现了关键零部件的维护,对站场开展燃气发生器VSV系统健康体检、维护检修具有一定的借鉴意义。

在航空发动机和燃气轮机转子装配过程中,选择使用回转精度达到0.1μm的气浮转台进行装配是目前最佳选择,但在操作气浮转台测量系统的过程中,如何利用标准芯棒(Master)来调整液压夹具的中心位置仍然是一个难题。为解决这一问题,分析了气浮转台系统中液压夹具的结构和Master的参数,并重新定义了参考基准和圆跳动的计算方法,减少了转子装配过程的误差来源,提高了转子装配的成功率和装配精度。

某联合循环机组汽轮机轴承盖振异常,威胁机组安全稳定运行,影响电网调度的灵活性。通过振动特征分析及现场实际测试,确认了振动的真实性。基于经验及紧急排查,排除了大轴弯曲。通过振动趋势分析以及盘车状态下全面排查,排除了汽流激振与轴系动平衡不良,表明缸内发生较重的转动部件松脱的可能性很小。基于低压缸特征通流面积法和汽缸进汽流量-进出口压差算法,预判低压缸内部通流间隙无变化。停止盘车后,揭开轴承箱护罩,发现汽轮机低-发联轴器有一个液压螺栓的螺母脱落。更新液压螺栓与螺母并加大紧力后,起机非常顺利。这验证了液压螺栓的螺母脱落是引发轴承盖振大的直接原因。随后深入讨论了液压螺栓螺母脱落的根本原因,确定了处理措施,提出了改进建议。