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对某轴流式涡喷发动机节流过程中的气动不稳定现象进行了试验研究。通过定性分析和数据处理,揭示了节流过程中发动机气动失稳的过程和机理,压气机第1级静子机匣壁面静压脉动分量的形式和强度变化与上游转子端壁流动分离的程度密切相关,且静压脉动的概率密度函数分布可以反映这种变化。提出了一种检测失速征兆的新思路,即检测压气机第1级的流动分离,而不是直接检测出现在级负荷和轮毂比较高的压气机级中、导致压气机整机失速的模态扰动和(或)短周期扰动,来判断发动机工作点接近不稳定工作边界的程度。应用这种思路,预期可以提高失速征兆检测的时效性。 相似文献
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旋转失速和喘振是严重影响轴流压气机性能的截然不同的两种气动不稳定现象。旋转失速和喘振均能引起转子和静子叶片振动及压气机内部温度急剧上升,在叶片上的大的动应力会引起严惩的机械破坏。对16英尺超音速风洞试验中压气机的3C3转子叶片,失速发生约10转(即1秒)后,失速产生的振动应力将达到对压气机产生机械危害的程度。旋转失速是16英尺跨音速风洞试验中C-1压气机中常见的不稳定现象;旋转失速在2转(0.2秒)时间内,产生一个应力峰值并逐渐衰减。显然,需要一个系统在出现失速征兆的瞬间能很快探测到并发出警告,该系统还具有自主修正能力。建立在多年实践观察基础上的开环技术已成为当前主要的监控模式,工程师可以采修正的操作以避免压气机进入失速。在控制系统中引入闭环防失速装置可使压气机工作点离开失速边界是人们最终的追求目标。实现对压气机失速的控制需要对开环和闭环模式的高速自动处理。神经网络用于数据分类、信号处理、对象建模及预测的一项新的信息处理技术。由于神经网络用于数据分类具有快速、精确及高抗噪性,因而,神经网络适合被选作对压气机不稳定性进行探测及监控研究。 相似文献
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基于小波分析的发动机惯性起动失速信号检测方法研究 总被引:1,自引:0,他引:1
针对某型涡扇发动机惯性起动失败,利用小波Mallat算法对采集到的风扇和压气机脉动压力信号进行快速高频滤波,通过对滤除高频噪声的信号进行傅里叶频谱分析,准确检测出发动机起动失败时的失速信号。研究结果表明,利用小波分析方法进行失速故障检测简单、直观,具有一定的工程实用价值。 相似文献
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多级轴流压气机失速/喘振的测量及数据处理 总被引:2,自引:0,他引:2
在多级轴流高压压气机上 ,开展从气动失稳到喘振及退出喘振时对气体压力的动态测量。试验是在多级轴流高压压气机静叶设计角度及中间级引气的情况下进行的。采用高精度、高频响的动态压力传感器 ,高速同步采集板 ,快速A/D采集板和高速处理机相结合 ,借助频谱分析的方法来找出失速 /喘振频率 ,并且找出对应着该频率的各通道之间的相位差 ,分析出失速 /喘振首发级。在试验中运用信号分析方法对叶片排中失速及喘振信号进行数学处理。测量得出的结论是 :在多级轴流高压压气机中 ,失速 /喘振均属于突变型 ;在 n=0 .8时压气机工作于多值区 ;中间级引气将影响失速 /喘振。 相似文献
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基于模态波理论的压气机失速先兆识别方法 总被引:2,自引:2,他引:0
针对压气机气动失速预警存在无法兼顾对渐进型和突尖型失速先兆有效识别的不足,以及提取失速团幅值需要多路传感器信号的局限。分析了压气机失速发展过程中的信号特征;根据压气机失速信号的旋转特性,提出基于单路传感器信号重构周向多路失速先兆信号的方法,讨论了信号重构步长的取值;基于模态波理论,通过对重构信号进行空间傅里叶变换,得到失速扰动信号各阶模态幅值,根据低阶模态的幅值变化实现对渐进型与突尖型失速先兆的识别。以某压气机为例进行仿真,结果表明:当信号重构的步长小于突尖波时间尺度的一半时,重构的多路信号能够复现压气机周向位置失速发展过程,且步长越小,越有利于失速先兆的识别;由模态分解得到的1阶模态幅值的变化能够有效反映失速发展过程;通过合理设置模态幅值的阀值,可以在失速发展前期对失速先兆进行准确识别,从而,基于单路传感器失速信号即可实现对渐进型失速和突尖型失速均能进行预警。 相似文献
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为研究压气机转子叶片通过频率特性与压气机气动稳定性之间的内在联系,对某型单轴涡喷发动机的轴流式压气机静子机匣壁面静压信号进行了时频分析。结果表明,发动机运行过程中压气机叶片通过频率特性的变化可以反映特定的压气机级的流态变化。在中小转速的工况下,随着发动机工作点逐渐靠向喘振边界,机匣壁面静压信号中压气机第1级至第3级转子的叶片通过频率信号逐渐增强。与设计点相比,在近失速边界的工况下,压气机第1级转子叶片通过频率幅度增强达10dB以上。此外,在中低转速范围内打开放气带后,压气机前面级转子叶片通过频率幅度显著减小,与流场的变化情况相一致。因此,轴流压气机转子叶片通过频率特性可以提供压气机气动稳定工作状况的重要信息。 相似文献
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一种捕捉预示压气机失稳预警信号的新方法的研究 总被引:11,自引:6,他引:5
本文旨在寻求预示压气机失稳发生的预警信号。通过对失稳产生的物理机制的分析可知,压气机系统内脉动压力能量的积累有可能作为失稳先兆的外部表征。据此,本文从能量的角度出发,对多组压气机失稳的实验数据进行了频域,时域分析。结果发现,在压缩系统完全进入失稳以前,动态压力的方差值有一明显的增长过程,而且这一异常现象距失稳有1~2秒的时间间隔,这对实现压气机失稳的在线预报有十分重要意义。 相似文献
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失速团动态演变特性试验 总被引:1,自引:1,他引:0
对一台单级低速轴流压气机进行了节流特性试验,通过周向布置动态压力传感器测得了节流过程的动态压力信号,结合时域、频域及极坐标可视化的分析方法,研究了节流过程的失速团动态演变特性.结果表明:失速先兆类型为模态波失速先兆,其传播频率约为40%转子转动频率;压气机进入失速初期349.5r时周向形成两个失速团,360r时两个失速团合并为单个失速团,压气机进入深度失速时单个失速团重新分裂并在410r时稳定为两个失速团;压气机退出失速的过程中,665r时两个失速团重新合并为单个失速团,674.5r时压气机退出失速. 相似文献
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以西北工业大学亚音轴流压气机实验台的孤立转子为研究对象,对其进行了单通道定常、非定常的全三维数值模拟,研究了轴流压气机近失速工况下转子叶尖流动特性。通过对比分析转子在最高效率工况和近失速工况下的定常模拟结果,发现在近失速工况下转子叶顶流线变得更加切向,来流攻角不断增大,最终导致失速的发生。非定常模拟指出,在失速先兆区转子叶顶出现了前缘溢流和尾缘回流的现象,这满足突尖型失速先兆出现的两个准则,所以压气机为突尖型失速。 相似文献
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基于互相关分析的前失速先兆检测分析 总被引:7,自引:0,他引:7
针对轴流压气机流动失稳控制中的反馈信号,采用互相关分析方法对前失速先兆信号进行了检测。通过在机匣壁面周向对称布置的动态传感器对压力信号进行检测分析,并在单转子低速轴流压气机上进行了实验研究。实验中分析了不同流量工况时,对称布置动态传感器压力信号互相关系数的变化趋势,并在此基础上对前失速先兆与叶顶间隙泄漏涡非定常性进行了关联性研究;同时也分析了采用叶顶喷气作为控制手段之后,机匣壁面对称布置传感器动态压力信号的互相关系数随着喷气量增加的变化趋势。实验结果表明:互相关检测分析方法能够有效及时地检测到壁面压力锯齿波的破坏程度,有利于提高控制器的响应速度,留给作动机构充足的反应时间。而且叶顶喷气作为控制手段能够提高对称布置传感器动态压力信号的互相关系数,从而实现拓宽稳定裕度的目的。 相似文献
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针对轴流压气机流动失稳控制中的反馈信号,采用互相关分析方法对前失速先兆信号进行了检测。通过在机匣壁面周向对称布置的动态传感器对压力信号进行检测分析,并在单转子低速轴流压气机上进行了实验研究。实验中分析了不同流量工况时,对称布置动态传感器压力信号互相关系数的变化趋势,并在此基础上对前失速先兆与叶顶间隙泄漏涡非定常性进行了关联性研究;同时也分析了采用叶顶喷气作为控制手段之后,机匣壁面对称布置传感器动态压力信号的互相关系数随着喷气量增加的变化趋势。实验结果表明:互相关检测分析方法能够有效及时地检测到壁面压力锯齿波的破坏程度,有利于提高控制器的响应速度,留给作动机构充足的反应时间。而且叶顶喷气作为控制手段能够提高对称布置传感器动态压力信号的互相关系数,从而实现拓宽稳定裕度的目的。 相似文献