基于網(wǎng)絡(luò)法分析的增壓燃機(jī)輪盤流場(chǎng)特性研究

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1、根據(jù)本節(jié)教材用實(shí)驗(yàn)和猜測(cè)相結(jié)合的方法來說明生命起源的特點(diǎn)，教學(xué)方法也就選擇學(xué)生觀察投影片、猜測(cè)和查資料相結(jié)合的方法進(jìn)行教學(xué)?；诰W(wǎng)絡(luò)法分析的增壓燃機(jī)輪盤流場(chǎng)特性研究　　基于網(wǎng)絡(luò)法分析的增壓燃機(jī)輪盤流場(chǎng)特性研究-機(jī)械論文　　王穎++鄒月明++宋乃秋　　摘要：渦輪盤的溫度場(chǎng)分布通道內(nèi)的流場(chǎng)特性影響燃機(jī)性能。通過建立某增壓驅(qū)動(dòng)型燃?xì)廨啓C(jī)的一維穩(wěn)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)法空氣系統(tǒng)模型，基于動(dòng)量方程、連續(xù)方程、能量方程組成的非線性方程組，分析輪盤的溫度場(chǎng)分布通道內(nèi)的流場(chǎng)特性，得到流場(chǎng)的溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)分布，以及各個(gè)強(qiáng)勢(shì)內(nèi)的平均溫度。這對(duì)燃機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義?！　￡P(guān)鍵詞：空氣系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)法流場(chǎng)分析溫度分布　　中圖

2、分類號(hào)：TK262文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X06-0125-03意大利醫(yī)生雷地證明腐肉不能生蛆的實(shí)驗(yàn)投影片，巴思德的“鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)”投影片，原始地球的投影片，米勒實(shí)驗(yàn)的投影片。根據(jù)本節(jié)教材用實(shí)驗(yàn)和猜測(cè)相結(jié)合的方法來說明生命起源的特點(diǎn)，教學(xué)方法也就選擇學(xué)生觀察投影片、猜測(cè)和查資料相結(jié)合的方法進(jìn)行教學(xué)?！　「邷厝?xì)庠谌~片通道中膨脹做功，經(jīng)渦輪盤將力矩傳遞到渦輪轉(zhuǎn)軸，渦輪盤通有冷卻空氣進(jìn)行冷卻。因此，輪盤通道內(nèi)的流場(chǎng)特性影響了整個(gè)燃機(jī)的性能，許多研究者都致力于該方面的研究，基于理論分析、模擬仿真等進(jìn)行了大量的探索性研究，得到了一些有價(jià)值的研究成果[1，2]。一般，其空氣系統(tǒng)從壓氣機(jī)

3、的適當(dāng)位置抽取冷卻空氣，通過主流道的內(nèi)、外側(cè)各種通流元件，按設(shè)計(jì)的流路以及壓力、溫度和流量流動(dòng)等流動(dòng)參數(shù)從確定的主流道的若干部位排出，與主流匯合或直接泄漏到機(jī)體外部排入大氣。這里考慮空氣系統(tǒng)主要功能有以下幾方面。　　供給并控制渦輪冷卻葉片的冷卻空氣，保證葉片冷氣進(jìn)口具有要求的壓力和溫度?！　±鋮s渦輪轉(zhuǎn)子主要部件，保持工作時(shí)允許的溫度狀態(tài)?！　±鋮s渦輪靜子，保持工作時(shí)允許的溫度狀態(tài)。　　這里著重分析渦輪盤的冷卻計(jì)算和熱力計(jì)算。通過此部分計(jì)算，獲得渦輪盤的最高溫度和盤內(nèi)溫度分布，以便進(jìn)行強(qiáng)度分析，熱量從渦輪盤的邊緣徑向傳入渦輪盤，盤側(cè)面冷氣的流動(dòng)與換熱直接決定了渦輪盤的最高溫度與溫度分布。冷氣

4、流經(jīng)渦輪盤后，溫度升高，出口溫度的升高又直接影響通流下一部件的換熱，確定冷卻空氣的進(jìn)出口溫度，為后續(xù)計(jì)算提供初始條件?！　∪欢?，目前對(duì)于增壓燃機(jī)研究的公開文獻(xiàn)比較少，因此，該方面的研究具有一定的積極意義。文章基于網(wǎng)絡(luò)法建立增壓燃機(jī)一維空氣系統(tǒng)模型，分析得到輪盤通道內(nèi)的流場(chǎng)特性，包括溫度場(chǎng)分布、壓力場(chǎng)分布以及各個(gè)強(qiáng)勢(shì)內(nèi)的平均溫度。　　1模型簡化和分析計(jì)算　　基本理論模型　　二次空氣系統(tǒng)的熱力網(wǎng)絡(luò)法分析數(shù)學(xué)模型為n+m維由動(dòng)量方程、連續(xù)方程、能量方程組成的非線性方程組。意大利醫(yī)生雷地證明腐肉不能生蛆的實(shí)驗(yàn)投影片，巴思德的“鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)”投影片，原始地球的投影片，米勒實(shí)驗(yàn)的投影片。根據(jù)本節(jié)教材用實(shí)

5、驗(yàn)和猜測(cè)相結(jié)合的方法來說明生命起源的特點(diǎn)，教學(xué)方法也就選擇學(xué)生觀察投影片、猜測(cè)和查資料相結(jié)合的方法進(jìn)行教學(xué)?！　±鋮s空氣流量連續(xù)方程：　　mi　　動(dòng)量方程：　　能量方程：　　模型簡化　　文章對(duì)增壓型燃機(jī)渦輪盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模分析。建立增壓型燃機(jī)渦輪盤二維軸對(duì)稱模型，由于在渦輪盤上有一些用于冷卻氣體流通的氣孔，渦輪盤并不是完整意義上的軸對(duì)稱模型，需要對(duì)這些氣孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理，使其成為一個(gè)完整的計(jì)算域?！　∪?xì)鉁u輪空氣冷卻系統(tǒng)最常見的輪盤冷卻換熱方式是在盤側(cè)間隙通道內(nèi)，　　有冷卻空氣供給和無冷卻空氣供給情況下，徑向吹風(fēng)和噴射吹風(fēng)的湍流狀態(tài)下的對(duì)流換熱情況。實(shí)際上輪盤側(cè)表面的對(duì)流換熱計(jì)算主要還是應(yīng)

6、用建立在試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的理論解和根據(jù)一定工作條件下獲得的試驗(yàn)準(zhǔn)則關(guān)系式。通常用努塞爾準(zhǔn)則關(guān)系表示：　　式中：R為定性尺寸。　　對(duì)在空氣中旋轉(zhuǎn)的輪盤，假設(shè)側(cè)面邊界層內(nèi)速度和溫度分布規(guī)律相同。相應(yīng)冷卻空氣與輪盤表面的溫度之差的沿徑向分布規(guī)律為。在湍流狀態(tài)下自由盤的側(cè)面換熱規(guī)律為：意大利醫(yī)生雷地證明腐肉不能生蛆的實(shí)驗(yàn)投影片，巴思德的“鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)”投影片，原始地球的投影片，米勒實(shí)驗(yàn)的投影片。根據(jù)本節(jié)教材用實(shí)驗(yàn)和猜測(cè)相結(jié)合的方法來說明生命起源的特點(diǎn)，教學(xué)方法也就選擇學(xué)生觀察投影片、猜測(cè)和查資料相結(jié)合的方法進(jìn)行教學(xué)?！　⌒D(zhuǎn)輪盤側(cè)表面換熱強(qiáng)度主要取決于旋轉(zhuǎn)雷諾數(shù)、外流的旋流系數(shù)和通道結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)、冷氣

7、進(jìn)口狀態(tài)參數(shù)等，具體如表1所示?！　?計(jì)算結(jié)果　　考慮壓氣機(jī)排氣和四級(jí)抽氣流路分配情況，具體如圖2所示?！　「鶕?jù)總體計(jì)算結(jié)果，高壓壓氣機(jī)排氣壓力總壓范圍為～MPa，總溫為745K，4級(jí)級(jí)間抽氣壓力總壓范圍為～MPa，溫度為598K，和二維渦輪盤溫度場(chǎng)分布，為流場(chǎng)計(jì)算提供初始邊界條件進(jìn)行壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng)分析，如圖3所示。　　各個(gè)腔室溫度分布如表2所示?！　?結(jié)論　　文章通過建立某增壓驅(qū)動(dòng)型燃?xì)廨啓C(jī)的一維穩(wěn)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)法空氣系統(tǒng)模