利用流体分析软件Fluent对液力变矩器涡轮内流场进行了数值计算。采用稳态交互面技术处理旋转速度不同的各叶轮之间的相互作用。分析了涡轮流道内流体速度、压力及压力损失情况,阐述了流场形成机理,结果与国内外相关领域研究成果基本相符,为液力变矩器设计提供了理论依据。

采用金属型,石膏芯复合铸造工艺生产液力变矩器铝涡轮,使涡轮铸造表面的尺寸精密达到±0.5mm,流道表面粗糙度Ra〈6.3μm.通过石膏芯的修整,保证了叶片根部圆角的形成,这结提高铸造铝合金涡轮的质量,改善液力变矩器的液力传动质量有着重要的意义.

首钢烧结厂一烧结车间的１０条混合料皮带机，通过技术改造，在电动机与减速机之间采用无滑差液力偶合器联接，皮带运输能力由原设计５００ｔ／ｈ增加到７３０ｔ／ｈ，运输能力提高４６％，而一个混合料系统皮带机（装有５条皮带）装机总容量由２４０ｋＷ增加到２６４ｋＷ，装机容量仅提高１０％，改造前后通过对一条皮带机电动机功率为３７ｋＷ，ｎ＝１４８０ｒ／ｍｉｎ进行标定，每运输万吨混合料可节电１４．６％。

凝析气田普遍具有高含盐、高含蜡、高凝点特性，凝析气气质特性较为复杂，给气田天然气计量仪表选型、使用及维护带来较大困难，在此以雅克拉-大涝坝凝析气田为例，从凝析气气质特性、计量仪表工作环境、仪表特性等多个角度分析，探讨适合凝析气田天然气不同计量要求的计量技术。

为了解决1 600℃J级重燃涡轮设计中末级面临的较为严重的气动问题,结合叶片的三维造型技术,通过改变末级导叶径向积叠方式,来改变末级反动度分布,分析叶顶弯曲对叶栅气动性能的影响。研究结果表明,叶片弯曲会改变导叶的出口气流角,从而影响动叶攻角匹配;叶片弯角也会对涡轮级的反动度、马赫数等气动参数产生较大的影响;叶顶正弯30°时,导叶损失最小,与原始设计方案相比能量损失降低17.49%;叶顶正弯20°时,动叶损失最小,相比于原始方案能量损失系数下降2.78%。

利用数值模拟方法,对前部分冠、后部分冠及前&后部分冠结构的气动性能进行了对比分析,指出了各部分冠泄漏损失的特点和来源,以及不同气动条件下部分冠的泄漏特性。结果表明,与全冠相比,前部分冠增加了因泄漏量增大而产生的额外间隙内部损失及机匣通道涡增强产生的额外掺混损失,后部分冠则增加了因出口腔内周向旋涡增强引起的额外腔内损失及其与主流的掺混损失,前&后部分冠泄漏损失大致是前部分冠和后部分冠对泄漏损失影响的综合结果。叶栅出口马赫数较大时,前部分冠结构更有利于控制泄漏损失;叶栅出口马赫数较小时,后部分冠结构更有利于控制泄漏损失。

为探索总结凹槽叶尖泄漏流动气动热力特征,利用实验和数值模拟方法,对叶尖凹槽内部旋涡相互作用机理和叶顶流动换热与泄漏流能量再分布等问题进行研究,并对凹槽叶尖参数化设计方法进行探讨。结果表明:搭建的考虑多因素实验台和可视化泄漏流动测量方案可以精确地捕捉到叶顶区域的流动结构;刮削涡在凹槽中起到"气动篦齿"作用,其形态特征的变化直接影响凹槽叶尖对泄漏流动的控制效果;高温泄漏流流体对叶片表面的冲击是叶尖热负荷提高的主要原因;合理选择叶尖气动参数和凹槽的几何参数可以有效控制刮削涡形态,最终提升叶尖气动热力性能。

通过孔缝结构把温度较低的气体冷却介质输送到需要热防护的壁面上,并沿高温气流的流向形成冷气薄膜,将固体壁面与高温气流隔离开来,防止壁面因直接接触高温气流而超温损坏的技术称为气膜冷却,该技术有效地应用于燃气轮机燃烧室和透平叶片等高温零部件。本研究对某航空燃气涡轮发动机单级跨声速涡轮进行了全气膜冷却设计,采用源项模型对冷气喷射进行仿真,通过数值模拟得到了不同冷气喷射条件下的涡轮流场,研究了冷气喷射对涡轮气动特性的影响,并分析了叶片表面气膜冷却效率。结果表明,随着冷气喷射量的增加,涡轮膨胀比和气动效率均有所下降,降低幅度约2%,而通流能力的增强以及冷气部分动能的有效利用使得涡轮输出功率有一定程度的提高。通过分析叶片表面气膜冷却效率发现当冷气/主流流量比为0.09时获得了最佳气膜冷却效果。

为提升一体化涡轮过渡段的气动性能,并掌握一体化涡轮过渡段气动优化技术中的关键点,对基于三维CFD与智能算法的一体化涡轮过渡段的气动优化技术开展了研究。结果表明:对优化前过渡段流动特征的分析和认识,是识别主要优化变量、取得较好优化效果的必要前提;过渡段几何参数化的优劣取决于初始模型的构建,初始模型的构建应以对优化前过渡段几何特征的分析为基础;对于原始叶片几何为6个径向截面的过渡段,采用径向3截面相比径向6截面进行参数化拟合,虽然参数化效果稍逊,但能有效减少拟合的参数数目,并消除优化结果叶片几何沿径向的扭曲。只对流道、只对叶片、同时对流道与叶片进行优化的过渡段,其总压损失降低效果分别达到0.49%、0.56%、1.12%。

本文通过求解SST湍流模型以及三维Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(URANS)方程,研究了单级轴流透平轮缘密封整周模型的流动与封严特性。分析了不同冷气流量下的封严效率与压力波动的变化,并通过与仅保留静叶和仅保留动叶的简化模型比较,分析了动静叶对主流与盘腔内压力波动的影响。结果表明盘腔内部封严效率存在周向波动但无明显周期性规律,主流与盘腔内的压力周向波动受动静叶的影响,存在明显的周期性规律,静叶下游压力波动周期数等于静叶数,动叶上游与盘腔内部压力波动周期数等于动叶数。