發(fā)布時間：2020-12-31 10:24

　　水下低速航行器動力系統(tǒng)如果采用全周進氣方式對短尺寸葉片做功,斜切噴管尺寸會過小,導(dǎo)致設(shè)計難度和流動損失增大。因此部分進氣式渦輪機就成為該類低速航行器的常用動力裝置。部分進氣式渦輪機內(nèi)部流動非常復(fù)雜,氣體粘性引起動葉入口激波和邊界層干涉效應(yīng)及各種局部產(chǎn)生的二次流動、泄漏流動使葉柵流道內(nèi)流動呈三維性和有旋性。而幾何因素、氣動因素等的變化對渦輪機的內(nèi)部流動影響很大,有必要對這些因素所產(chǎn)生的影響開展研究,為提高渦輪機的工作效率提供一定的參考。本文首先針對文獻中微型實驗渦輪進行一維熱力計算和三維模擬,驗證了熱力計算和模擬的合理性。然后,對常規(guī)部分進氣式渦輪進行三維建模,渦輪靜葉采用拉法爾噴管,動葉采用沖動式葉片,進氣方式采用部分進氣。通過一維熱力計算和三維模擬相結(jié)合方式,驗證了模型及計算方式的合理性,并簡要分析了流場氣流不均勻性及動葉域激波現(xiàn)象。然后,本文討論了局部結(jié)構(gòu)的改變對功率的影響。改變?nèi)~片部分進氣度、軸向間隙、徑向間隙及噴管擴張角等模型尺寸,討論渦輪內(nèi)流動損失的變化規(guī)律。重點研究了端部損失、噴管能量損失、動葉能量損失及漏氣損失的影響。從葉片分力距及動葉壓力系數(shù)角度,分析了造成渦輪機總力矩... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

渦輪機熱力計算流程圖

圖 2.2.渦輪進出口速度三角形圖 2.3.噴嘴結(jié)構(gòu) 圖 2.4 葉片設(shè)計方法（6）計算喉部、氣體狀態(tài)參數(shù)。計算公式如步驟（4）得出溫度、壓力、速，進而得出喉部直徑，這里不再重復(fù)公式。其中由于喉部溫度無法確定，且與在公式中屬于耦合關(guān)系，由反復(fù)迭代得出。（7）同上方法計算得出動葉出口相對速度、絕對速度、溫度、密度、絕對

圖 2.3.噴嘴結(jié)構(gòu) 圖 2.4 葉片設(shè)計方法（6）計算喉部、氣體狀態(tài)參數(shù)。計算公式如步驟（4）得出溫度、壓力、速度數(shù)，進而得出喉部直徑，這里不再重復(fù)公式。其中由于喉部溫度無法確定，且與比γ在公式中屬于耦合關(guān)系，由反復(fù)迭代得出。（7）同上方法計算得出動葉出口相對速度、絕對速度、溫度、密度、絕對氣度等參數(shù)。校核局部進氣率是否符合大于 0.25，且盡量接近 0.25 的要求。（8）計算氣動損失。其中，包含余速損失、斥氣損失、輪盤摩擦損失、鼓風(fēng)扇形損失、端部損失、噴嘴能量損失、動葉能量損失、漏氣損失。根據(jù)文獻[2]中經(jīng)式可以大致計算出各類氣動損失數(shù)據(jù)，由于計算過程過于復(fù)雜在此不一一贅述。（9）計算功率 P、內(nèi)效率ηi。lh hP=m （2-1iP=m h （2-1

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]超高負(fù)荷跨音速渦輪氣動設(shè)計理論及其非定常流動特性研究[D]. 張磊.中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2011

碩士論文
[1]超聲速噴管的設(shè)計及工藝對流場品質(zhì)的影響研究[D]. 吳連勝.沈陽航空航天大學(xué) 2013
[2]超聲速噴管設(shè)計及其數(shù)值模擬和實驗研究[D]. 鄒寧.南京航空航天大學(xué) 2009
[3]非對稱大膨脹比噴管的試驗研究與數(shù)值模擬[D]. 馬釗.南京航空航天大學(xué) 2009
[4]魚雷渦輪動力系統(tǒng)仿真研究[D]. 劉雄.西北工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號：2949451