风扇和压气机全三元气动设计体系的研究和发展

为提高级压比、喘振裕度和工作可靠性,保持可接受的效率水平,风扇和压气机叶片的气动外形正在发生显著变化,如朝大后掠、小展弦比,复合弯扭方向演变。在设计这种叶片时,需对叶片通道内的气流结构有更深入的了解,并有更精细完善的设计分析体系。目前,风扇、压气机气动设计体系正从准三元发展到全三元。本文介绍近年来我们开展的全三元设计体系研究及取得的进展。对该体系的鉴别和校准以及设计应用表明,这套先进程序系统已能在工程上谨慎使用。最后提出了进一步工作的建议。     

各级差异化多级刷式密封级间压降均衡性数值与实验研究

分析多级刷式密封级间压降分配特性理论,提出新型各级差异化多级刷式密封结构,基于流固耦合方法建立新型多级刷式密封三维实体计算模型,设计搭建新型多级刷式密封泄漏流动特性实验装置,数值与实验研究在不同工况条件下,结构参数对新型结构多级刷式密封级间压降均衡性和泄漏特性的影响规律。研究结果表明：传统结构多级刷式密封各级级间压降占比均衡性标准差为8.41,新型结构各级级间压降占比均衡性标准差最大为4.69,最小为2.07。相较传统各级相同结构,增大下游级有效流通面积的新型各级差异化多级刷式密封可有效改善级间压降的不均衡性。提高后挡板保护高度使得新型结构各级级间压降占比均衡性标准差最小,各级级间压降占比较接近,可明显改善新型结构多级刷式密封级间压降均衡性。减少刷丝束厚度和增大刷丝束与转子面间隙使新型结构多级刷式密封的泄漏量增大明显。     

涡轮机匣热辐射-对流耦合换热特性数值计算与实验测试

开展了整环机匣的热辐射-对流耦合计算,获得了综合传热系数拟合关系式,并进行了实验测试验证。研究发现：封闭腔内,热辐射的存在大幅强化了壁面换热,辐射热流占总换热量比值可达90%以上。在3层机匣结构中,当发射率在0.3~0.8变化时,机匣沿径向方向上的温度梯度减小,主流区域的对流换热得到加强,半封闭区域对流强度降低。发射率为0.8时,外机匣流体侧壁面的辐射热流占总换热量的33.3%。     

HB与ISO标准中渐开线圆柱齿轮胶合承载能力计算标准比较

分析和比较了航空工业标准(HB)与国际标准化组织(ISO)标准基于积分温度法计算的渐开线圆柱齿轮胶合承载能力差异。通过计算方法比较和实例计算对比两种途径,找出了两种标准计算公式的差异,修正系数种类、取值上的差异,及其对计算结果的影响。研究结果表明,ISO标准比HB考虑的影响因素更多、范围更广,而且在轮齿载荷、跑合效果、摩擦因数计算上存在较大差异,使得ISO标准计算的齿面温度更高;ISO标准中提供的容许胶合温度试验样本,考虑了多种载荷、润滑油、齿轮中心距等不同组合,对计算结果指导更全面。     

机械光整技术在航空发动机叶片精密制造中的应用

本文提出一种叶片机械式自由磨具光整加工工艺方法,在详细分析了影响光整质量的各种因素的情况下,以零件最终尺寸精度与表面光整效果为评定依据,通过试验分析了磨料深度、磨料的切削速度对光整质量的影响。通过综合验证,表明叶片经机械光整后能够满足工艺要求,同时叶片表面质量优于原手工抛光工艺。     

单晶叶片高温振动疲劳试验技术研究

介绍了低压涡轮叶片高温振动疲劳试验方法。研究了高频感应加温原理,考虑集肤效应、端部效应,设计了高频感应加温系统,获得了均匀的温度场;通过夹具定位系统的设计,保证了更换叶片时温度场的精确性和有效性;利用理论研究结合有限元仿真,获得了高温状态下叶尖振幅与最大振动应力的关系,实现了高温环境下通过叶尖振幅对振动应力的控制。在此基础上完成了低压涡轮叶片的高温振动疲劳试验,获得了最低疲劳极限,为工程设计提供了试验依据。     

航空发动机工程硕士研究生教育中几个问题的探讨

本文着重对航空发动机工程硕士生教育中的培养模式、课程设置原则、培养计划、学位论文及选题、导师遴选、研究生指导小组等问题作了分析、阐述和初步探讨,并对工程类型硕士生教育的特点、作用及优势作了实践性总结和论述,同时对管理工作者提出了基本要求,对今后研究生教育工作的发展提出了思考建议。     

长期运行后燃烧室出口温场品质变化的试验考察

本文介绍了4台试验燃烧室六次在发动机长期运行前、后其出口温场品质的对比试验考察结果,指出了温场品质的变化及其必然性和随机性,分析了发生变化的可能原因。还指出,经调整后,长期运行后的燃烧室温场品质指标仍然可恢复到与原来相接近的水平,并给出了实际采取的恢复调整措施。     

某型发动机主燃烧室积炭的排除

某型发动机主燃烧室喷嘴和浮动环端面以及火焰筒头部锥壁在全环燃烧室试验和整机试车过程中发现有较严重的积炭现象,在其发展过程中采取了一系列的改进措施,并取得了明显的效果,其中,加装涡流器喷口尤为显著。扇形和环形燃烧室的试验结果表明,积炭量下降90％左右,慢车效率大幅度提高。     

等截面混合气体引射器优化设计——解析计算基础

本文是等截面混合气体引射器及其串接系统自动优化设计研究课题中涉及计算模型和计算公式系统建立部分。为实现由计算机自动执行的气体引射器的优化设计,作者对现有计算模型和基础数据引用部分做了改进,进而导出一个数据连续、全解析型公式体系,为编写引射器自动优化设计程序奠定了基础。