叶顶间隙

摘要： 为了降低半开式低比转速离心泵的轴向力,采用数值分析方法对半开式离心泵轴向力的影响因素进行正交试验。选取叶顶间隙和平衡孔直径作为试验因素,每个因素取5个水平,对其进行正交方案设计。采用SST k-ω湍流方程对半开式离心泵轴向力进行数值计算,根据计算结果与原模型的试验结果进行对比,发现其扬程和效率变化在5%以内,因此该数值模拟方法具有可行性。基于L_(25)(5^(2))正交表,设计了25组试验方案,通过25组试验方案的数值模拟结果分析以得到最优方案。结果表明,通过减小叶顶间隙大小和开设平衡孔,后腔压力显著增加,离心泵轴向力大幅度降低,最大降幅达到了440.59 N,占原模型总轴向力的45.6%。与此同时对泵性能的影响并不大,效率仅降低了3.76%,扬程仅降低了0.3%。

摘要： 以某大型汽轮机低压缸末级为研究对象,对不同进口流量下的动叶叶顶间隙泄漏流动进行了数值模拟,分析了其流场特性以及流量大小对泄漏损失的影响。结果表明:动叶压力面与吸力面都存在着明显的分离流动。在压力面处,随着进口流量的减小,分离流体产生的位置从60%叶高处变化至45%叶高处;在吸力面处,叶片根部形成了与分离流体旋向相反的通道涡,其作用范围随着进口流量的减小而增大;同时,随着进口流量的减小,叶片两侧压差降低,泄漏流对主流的干涉作用减弱,造成的损失也随之降低。该研究对汽轮机通流结构优化具有一定的参考价值。

摘要： 风扇作为冷却系统的核心部件,其结构的改变直接影响工程机械的使用性能。主要研究了当叶顶间隙改变时,风扇性能的变化情况。选取不同的叶顶间隙值,建立4组模型,基于STAR-CCM+软件进行流体仿真计算,分析间隙变化对流场噪声的影响。结果表明,适当减小叶顶间隙有利于提升风扇流量和静压,减小噪声。

摘要： 为研究叶顶间隙对潜污泵水力性能和流动稳定性的影响,以某双叶片半开式叶轮潜污泵为研究对象,将叶顶间隙作为设计变量,进行全流道固液两相流数值模拟计算,分析间隙对该泵的外特性影响以及对叶轮内固相、压力、速度以及泄漏涡的分布影响。结果分析表明:间隙对泵内流动特性影响很大,相对叶顶间隙由0.58%扩大至1.74%时,小流量工况下扬程明显降低,最优效率点具有向小流量工况偏移的趋势;固相颗粒分布向叶轮内集中,输送固相颗粒的性能降低;叶轮流道内压力分布规律呈压力梯度减小,局部低压区向出口方向偏移的特点;随着相对叶顶间隙增大叶轮内轴向漩涡逐渐加剧,在相对叶顶间隙1.16%时发展到较为剧烈;泄漏涡尺寸逐渐增大,在1.74%时出现细长的泄漏涡带。

摘要： 本文以环式导风罩和吹风式风扇作为研究对象,通过开展台架试验,探究冷却系统风量的主要影响因素。研究结果表明,在不改变散热器与风扇结构形式的前提下,风扇沉浸比对冷却系统风量影响显著,且随风扇沉浸比增大呈现递减趋势,沉浸比为0时风量最大,为1/3~1/2时风量差异较小,为1时风量降幅最大,由此推荐吹风式风扇沉浸比为0~1/3,而风扇叶顶间隙对冷却系统风量影响相对较小。在考虑提升主机冷却系统性能时,推荐优先对风扇沉浸比进行优化。

摘要： 为探究叶顶间隙对轴流泵外特性及空化性能的影响,基于修正的SST k-ω湍流模型和Z-G-B空化模型,对350ZQ-70型潜水轴流泵进行数值模拟,对比分析不同叶顶间隙下轴流泵的外特性曲线、叶轮流道内的压力脉动、空泡体积分数分布等.结果表明:随着间隙的增大,泵扬程和效率降低;小流量工况下流动失稳现象明显加强,扬程曲线会出现驼峰现象;进口边近轮毂侧比近轮缘侧更易发生空化;设计流量下,轮缘间隙空化首先出现在叶片中部,而不是叶片进口;叶片背面空化会影响相邻叶片工作面压力分布;存在临界间隙值,未达该值前,间隙增大主要降低叶轮的做功能力,对空化性能影响不大,超过该值后,空化稳定性降低,诱导压力脉动;对于实验泵,临界值在1.5~2 mm;随着间隙的增大,轮缘处空化程度不断增强,进口边空化程度反而有所减轻;根据轴流泵叶轮组装结构,从保护轮毂叶轮体的角度考虑,兼顾做功能力和运行稳定性,实验泵选择间隙为1.5 mm较为合适.

摘要： 叶顶间隙的存在会导致混输泵内有叶顶泄漏涡产生,进而对泵的增压性能产生较大的影响。本文以叶顶间隙为基础,定量地研究了不同叶顶间隙、流量及进口含气率对混输泵增压性能的影响。研究发现:叶顶间隙对混输泵做功性能的影响主要位于叶轮域内,且叶顶间隙的增加对于混输泵的做功性能有一定抑制作用;当叶顶间隙较小时,流量对叶轮做功性能都有明显的影响,而随着叶顶间隙的增加,流量对叶片表面压力载荷分布影响相对较小;当叶顶间隙为0.5 mm和1.5 mm时,随着进口含气率的增加,叶片吸力面压力载荷逐渐减小,而压力面的压力载荷略有增加,而当叶顶间隙为1.0 mm时,叶片表面压力载荷受到进口含气率影响很小。研究结果为混输泵增压性能提升提供一定参考依据。

摘要： 减小燃气轮机基本负荷稳态下的叶顶间隙是提高机组效率的有效途径,然而过小的稳态设计间隙有可能导致瞬态过程叶顶与气缸之间发生碰磨,因此需要对瞬态工况间隙进行分析。对某型号小F燃气轮机整机进行了二维轴对称建模,获取瞬态过程金属温度,进而获得转子及缸体变形量。由于压气机叶片并非轴对称结构,其变形受结构三维特征影响,因此单独对压气机叶片变形量进行了三维计算,并在瞬态工况下对叶片变形量进行了模化。在二维坐标中对各部件瞬态变形量进行集成,获得压气机各级动叶叶顶瞬态间隙。分别对冷态启停工况、热态启停工况进行了计算分析,并与原型机组间隙数据进行对比分析,结果显示前2级最小间隙发生在降负荷阶段,后面级最小间隙则发生在热态启动工况。以恶劣工况下最小间隙不小于原型机为原则,得到了升级机组的冷态间隙优化设计结果。通过该瞬态间隙分析方法,可以对间隙的恶劣工况进行评估,优化机组间隙,保证机组安全性。

摘要： 为揭示叶顶间隙对螺旋轴流式混输泵主流道内空化特性的影响,基于Rayleigh-Plesset方程的Zwart-Gerber-Belamri空化模型,采用SST k-ω湍流模型在不同空化阶段下对螺旋轴流式混输泵主流道内的空化特性进行研究,通过考虑叶顶间隙更为精准地揭示螺旋轴流式混输泵主流道的空化情况。结果表明:在叶顶处,除了流道内出现低压区和空泡外,在叶片吸力面表面也出现低压区和空泡分布;在临界空化阶段,叶轮进口以及叶片进口叶顶间隙处存在微弱的空泡分布;随着空化的发展,到断裂空化阶段,空泡分布区域由叶片压力面移动到叶片吸力面,说明叶顶间隙对混输泵主流道内的空化性能产生较大的影响。本文的研究结果可为螺旋轴流式混输泵空化性能的改善提供工程参考。

摘要： 超临界二氧化碳离心压缩机的气动性能一直备受关注,为了研究不同叶顶间隙对超临界二氧化碳离心压缩机内部流动与稳定工作范围的影响,通过数值计算得出了不同叶顶间隙下超临界二氧化碳离心压缩机的性能曲线。结果表明:叶顶间隙的增大会降低小流量工况和设计工况下超临界二氧化碳离心压缩机的效率和压比,但在大间隙下压缩机的堵塞流量会有所增大。通过对不同间隙下压缩机叶顶区域流道静压分布、95%叶高载荷分布以及相对马赫数流场的详细分析,解释了不同叶顶间隙影响超临界二氧化碳离心压缩机性能的原因。

摘要： 基于数值模拟方法,采用曲率修正的滤波器模型(FBM-CC),研究了不同叶顶间隙尺寸对斜式轴流泵水力性能及其内部流动特性的影响.研究结果表明,在相同流量工况下,随着叶顶间隙尺寸的增大,轴流泵的效率和扬程呈下降趋势,尤其在非设计工况时,叶顶间隙尺寸的增加引起斜式轴流泵水力性能下降的程度将变得更为突出;在各工况下,特别是在小流量工况时,叶顶间隙尺寸的增加会造成叶片上、下表面压差的增大,从而使得泄漏涡强度增强,不仅会对叶轮出口处的轴向速度及速度环量的分布产生不利影响,而且易产生较大的流动损失,进而造成轴流泵水力性能的显著下降.

摘要： 为提升EAST过冷氦系统,中科院等离子体物理研究所设计制造了离心式冷压缩机,以替换现有的低温系统中油环泵.本文针对在0-0.6mm不同叶顶间隙下冷压机的压比和多变效率,进行了CFX的数值模拟工作.结果表面,在0间隙时,冷压机性能曲线最为陡峭,更容易进入喘振和阻塞区域,并且在0间隙时系统的效率并不是最高的,本文通过相对马赫数的云图来解释了这一现象.同时,对于低温情况下,分析了在低温情况下,热变形导致的叶顶间隙变化对冷压机性能的影响.

摘要： 针对叶顶间隙直接影响着涡轮叶片气动特性及结构可靠性的问题,通过对流体域与固体域在物理边界上能量的传递进行耦合计算,揭示了间隙涡流运动对叶片所受气动力、热应力分布的影响规律,结果表明,叶顶间隙在0.9％-3.6％变化过程,泄漏涡分离点逐渐向尾缘方向移动,涡尺寸由叶顶前缘至尾缘逐渐增大,脱离吸力面后与主流及二次流发生掺混;叶顶所受热应力与气动力相比占主导,最大热应力集中于叶顶表面近压力面轴向弦长50％-70％区域的低温区,随着间隙的增加,最大热应力值升高了12.31％,所得结论可为新型涡轮叶片制造设计提供理论依据.

摘要： 本文所研究的半开式航空燃油离心泵由于增压不足,导致在飞行过程中出现供油不足现象而影响飞机稳定运行.本文通过改变其叶顶间隙,提高泵的增压能力,选取叶顶间隙值分别为0.25mm、0.3mm、0.4mm、0.6mm对泵进行三维数值模拟,结果表明:当叶顶间隙较小时,泵的扬程曲线出现驼峰现象,随着间隙的增大,驼峰现象得到改善,但泵的性能有所下降;通过对内流场和外特性曲线的分析,当间隙在0.25mm～0.3mm范围时,间隙的变化对叶轮增压能力影响显著,对效率的影响不大,且当间隙取0.3mm时,不仅改善了泵的扬程驼峰现象,而且也使泵的增压能力由原来的11.3m提高到12.04m.

摘要： 采用三维雷诺平均N-S方程和S-A湍流模型对不同动叶叶顶间隙的喷水推进轴流泵流场和性能进行数值仿真.计算中选取的相对叶顶间隙δ(叶顶间隙尺寸与叶轮直径之比)分别为0.1％、0.3％、0.5％、0.7％.计算结果表明,随着叶顶间隙尺寸的增大,泵级水力性能降低;相对叶顶间隙增大到0.7％时,小流量工况下泵级的效率和扬程下降加快,设计工况下的叶顶进口处形成泄漏涡,泄漏损失增大.此外,随着叶顶间隙尺寸的增加,动叶进口狭窄的高压区得到改善,泵级角区分离减小,但泵级的水力性能却降低。

摘要： 通过非线性谐波法对多级亚音速轴流涡轮进行了非定常数值计算,研究了叶顶间隙对涡轮效率以及叶片温度场分布的影响,与实验结果进行对比后发现,对于本文研究对象,4阶次谐波在计算成本与计算精度间获得了较好折中;Ⅰ级动叶叶顶间隙由0.4mm增大至1.2mm,涡轮效率降低了0.56％,Ⅳ级动叶叶顶间隙由0.4mm增大至1.2mm,涡轮效率降低了0.93％;叶片高温主要集中在近叶顶区域,尾缘温度梯度变化最为剧烈,在叶片设计时应重点考虑此处产生的热应力对叶片结构强度的影响;叶栅级间干涉效应导致高温区温度的周期性波动,温度波动幅值不受叶顶间隙高度的影响但波动区间随间隙增大而升高,静叶相对动叶温度波动幅值较大,Ⅱ级静叶温度波动保持在11K左右,所得结论可为叶片冷却设计提供理论参考.

摘要： 压气机的参数很大程度影响整机的运行,而从结构上影响压气机性能的因素也有很多.本文主要讨论转子叶片的叶顶与机匣之间间隙增大后压气机性能衰退情况.利用数值模拟的手段,以多级轴流压气机为研究对象.在三种不同转速工况下研究了叶顶间隙变化对压气机效率、压比、质量流量和出口温度的影响.得出了叶顶间隙变大,则压比变小,出口温度升高,而质量流量和效率均降低的结论.其结果对于压气机整机的性能分析具有一定的指导意义.

摘要： 烟气轮机叶顶间隙对流道内的流动有很大影响.采用标准k-ε湍流模型和DPM多相流模型以及自定义的临界速度粘附模型,对烟气轮机内气固两相运动规律和催化剂颗粒在叶片上沉积进行研究.研究表明:静叶间隙流的压能、热能转化为动能的转化率比主流小;因为压力差的存在,叶顶隙处会产生从压力侧到吸入侧的间隙流;静叶间隙流周向速度与主流相反,在靠近吸力面和压力面处出现旋涡;动叶叶顶、叶尖以及压力面后半段是颗粒浓度和颗粒沉积量大的区域;动叶机壳的前半段以及动叶叶顶的前2/3处颗粒沉积量比较大.

摘要： 以一台高比转速双向轴流泵为研究对象,基于结构化网格,首先验证了数值模拟的适用性,得到了适合本模型的数值计算方法,在此基础上分析了设计间隙下正反向运行的内流场变化,研究结果表明:基于结构化网格的计算结果更接近实验值,设计间隙下正反向运行时涡核区位置变化较小,反向运行时的旋涡强度高于正向,沿泄漏涡传播方向,旋涡强度逐渐减小.

摘要： 压气机是航空发动机中的重要部件，本文采用壁面动态压力传感器对低速轴流压气机转子叶顶间隙内非定常流场完成测量,分析不同工况条件,获得叶顶间隙内流动与失速之间的内部联系.结果表明:试验台失速类型为模态波性失速;压气机运行在远离失速工况条件下,出现一特征频率,其频率大小及影响带宽随背压的升高出现规律性变化;对前缘点周向流场的分析可知,失速的发生与叶顶间隙泄露流的增强息息相关,且由于压力面的高压区前移引起叶顶间隙处压差的增加使得叶顶间隙泄露流增强,且在失速工况条件下出现前缘溢流.

摘要： 本发明公开了一种抑制泵内叶顶间隙泄漏涡的T型叶顶及具有其的泵，其中，叶顶包括：叶片，叶片的厚度沿叶弦方向等尺度增大近叶片顶部区域，形成T型叶顶，以减少叶片压力侧到叶片吸力侧的间隙泄漏流。采用T型叶顶是抑制泵间隙泄漏涡，提高泵水力效率和运行稳定性的有效途径。T型叶顶抑制叶片压力侧的流动分离，抑制流体从叶片压力侧进入叶顶间隙，从而减少叶片压力侧到叶片吸力侧的间隙泄漏流；延伸间隙的周向流道长度，从而减弱叶顶间隙内的压力梯度和泄漏涡对间隙泄漏流的卷吸作用，从而抑制叶顶间隙内压力脉动和叶轮流道内泄漏涡，提高泵的运行效率和稳定性，并且T型叶顶结构简单，易于加工制造，适用于任何类型的泵。

摘要： 本发明公开了一种抑制泵内叶顶间隙泄漏涡的T型叶顶及具有其的泵，其中，叶顶包括：叶片，叶片的厚度沿叶弦方向等尺度增大近叶片顶部区域，形成T型叶顶，以减少叶片压力侧到叶片吸力侧的间隙泄漏流。采用T型叶顶是抑制泵间隙泄漏涡，提高泵水力效率和运行稳定性的有效途径。T型叶顶抑制叶片压力侧的流动分离，抑制流体从叶片压力侧进入叶顶间隙，从而减少叶片压力侧到叶片吸力侧的间隙泄漏流；延伸间隙的周向流道长度，从而减弱叶顶间隙内的压力梯度和泄漏涡对间隙泄漏流的卷吸作用，从而抑制叶顶间隙内压力脉动和叶轮流道内泄漏涡，提高泵的运行效率和稳定性，并且T型叶顶结构简单，易于加工制造，适用于任何类型的泵。

摘要： 本发明针对不同叶顶结构的平面叶栅实验流场测量的需求，并基于现有实验台的结构以及尺寸，公开了一种应用于二维涡轮叶型平面叶栅叶顶间隙调整装置，可精确控制平叶顶或叶顶密封结构的间隙大小。本发明通过调节螺栓引导带有密封圈的矩形活塞平行滑动，从而实现对不带冠叶片的叶顶间隙或叶冠结构篦齿间隙大小的控制并防止气体泄漏。通过在透明活塞底座外围印上刻度，实现对密封间隙尺度的精确控制。通过光滑定位圆柱与螺栓连接活塞底座和顶板，确保叶顶间隙在调整过程中的均匀分布。这种构型相对简单，能在确保实验台流场品质的基础上实现叶顶间隙的精确控制，特别适用于高压涡轮叶顶泄漏或低压涡轮叶冠容腔密封结构的气动性能以及流场机理研究。

摘要： 一种叶顶间隙可调节的叶栅实验装置，多个叶栅组件排布在实验架上，并使各叶栅组件中的叶片分别固定在上栅板与下栅板之间。在各叶片的叶根上分别套装有调整垫片组，各组调整垫片均包括三个不同厚度的垫片。各叶片分为测压叶片和非测压叶片。在各所述测压叶片内均有多个展向的测静压针孔和多个弦向的静压孔；在各所述静压测针孔出口端分别有与外部接通的压力测量管。本发明通过调整垫片的组合，实现叶尖间隙0.5mm,1.0mm,1.5mm，2.0mm，2.5mm，3mm的不同工况，能够用一套平面叶栅实验装置实现叶顶间隙的高精度调节，降低了研究成本，具有调节方便快捷，省时省力，易于操作，能够有效解决现有技术中存在的问题。

摘要： 本发明公开一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置及试验方法，包括叶栅试验件、安装架，安装架包括设置有测试面，安装架内设置有空腔，还包括驱动装置。包括以下步骤：步骤S1：设定叶栅试验件顶部距离测试面的距离为h0；步骤S2：设定直线电机运动端向靠近测试面运动时的运动行程﹢S，设定直线电机运动端向远离测试面运动时的运动行程‑S；步骤S3：当直线电机向靠近测试面运动时的叶栅试验件的高度H=h0+S,当直线电机向远离测试面运动时的叶栅试验件的高度H=h0‑S。有效的实现所需研究的叶顶间隙范围内连续调节；能够用于研究叶顶间隙变化过程的瞬态气动特性；研究叶顶间隙方案的试验研究时，不用更换试验件，可显著缩短试验时间。

摘要： 本发明公开了一种ORC透平机组叶顶间隙控制方法，其中，ORC透平机组包括轴承箱、进气蜗壳、导流机壳、一级静叶机壳和二级静叶机壳组成的定子组件，以及主轴、一级叶盘和二级叶盘组装的转子组件，转子组件设于定子组件内，叶顶间隙为一级静叶机壳与一级叶盘顶部、二级静叶机壳与二级叶盘顶部的间隙。叶顶间隙的控制方法具体包括判别叶顶间隙的计算间隙是否符合设计间隙，钻铰定子组件中相邻两部件的定位销孔，以及祛除一静叶机壳和二静叶机壳的加工余量。通过上述手段，有效避免了转子组件和定子组件轴向尺寸链和径向尺寸链导致叶顶间隙不符合要求，保证了ORC透平机组的一次安装合格率。

摘要： 本发明提供了一种汽轮机叶顶间隙的密封结构，包括转子、叶片和罩设在叶片的外部的机匣；叶片的叶冠的外周面与机匣的内周面之间留有环形间隙，机匣的内周面沿转子的轴向间隔设置有第一密封齿组；叶冠的外周面沿转子的轴向间隔设置有第二密封齿组；环形间隙内沿转子的轴向间隔设置有第三密封齿组，第三密封齿组的一端与第一密封齿组铰接，另一端延伸至靠近第二密封齿组的一侧；第三密封齿组的延伸端具有指向第二密封齿组的齿顶的第一状态，和用于在蒸汽的冲击下摆动至指向第二密封齿组的齿根的第二状态。本发明提供的汽轮机叶顶间隙的密封结构，可在保整转子平稳运转的同时提高叶顶的密封性能。

摘要： 本发明公开了一种氢燃料燃气轮机的叶顶间隙调整系统及调整方法，通过设置氢燃料提供部经燃料管路向燃气轮机输送燃料，设置换热部吸收氢燃料提供部或燃料管路内低温氢气的冷能并输出冷却介质。透平外壳段上划分间隙控制区域，针对不同间隙控制区域将间隙控制部分为对应的间隙独立控制组件，由间隙独立控制组件与换热部的输出端相连，将冷却介质引导至间隙控制区域并控制冷却介质的供应量。将氢燃料自带的低温冷能引导至透平外壳段上的间隙控制区域，控制受冷收缩量，从而实现对叶顶间隙的调整；针对间隙控制区域均配置间隙独立控制组件，可独立控制透平外壳各个部位的受冷收缩量，从而分别调整间隙的大小，使得燃气轮机始终保持较高的透平效率。

摘要： 本发明公开了部分进气的单级轴流冲动式涡轮机，包括中空且呈圆柱状结构机匣，机匣中部同轴连接叶轮，叶轮边缘处开设叶栅流道形成冲动式叶栅，叶轮的面与机匣的面之间形成轴向间隙，叶轮的侧边与机匣形成叶顶间隙，叶轮侧壁正对机匣处连接叶轮围带，机匣内正对叶轮侧壁连接机匣内围带，叶轮围带与机匣内围带形成篦齿密封结构，机匣侧壁正对叶轮侧壁开设多个机匣喷水口，机匣上朝向叶轮一面开设钻孔喷管，机匣上朝向叶轮另一面异形排气出口；通过篦齿密封结构和机匣喷水口的耦合控制，能够最大限度的降低叶顶间隙损失，提高涡轮机的有效效率，增强涡轮机对能量转换能力。

摘要： 本实用新型公开一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置，包括叶栅试验件、安装架，安装架包括设置有测试面，安装架内设置有空腔，还包括驱动装置。有效的实现所需研究的叶顶间隙范围内连续调节；能够用于研究叶顶间隙变化过程的瞬态气动特性；研究叶顶间隙方案的试验研究时，不用更换试验件，可显著缩短试验时间。