船用燃气轮机排气引射系统的数值模拟及实验研究

主要对船用燃气轮机排气引射器进行数值模拟,通过改变排气引射系统的结构来提高引射系数.根据计算结果对改进前后两种引射系统的总压,静压分布及引射性能进行分析并利用实验进行验证,结果表明计算结果与实验测量值吻合良好.     

高速舰用燃气轮机超短型排气引射装置的研究与应用

在研制我国首制舰用燃气轮机超短型排气引射装置的过程中,作者通过理论研究和大量的模型试验,成功设计了超短型排气引射装置.本文阐述了超短型排气引射装置成功设计的要领,并给出实艇应用实例.对燃气轮机舰用化发展起到了推动作用.     

基于NSGA-Ⅱ的燃气轮机排气引射装置多目标优化设计

[目的]排气引射装置是舰船燃气轮机进排气系统的重要组成部分,保证排气引射装置的排气与引射性能对船舶的正常运行至关重要。[方法]针对某型燃气轮机排气引射装置的结构特点,选取8个关键的设计参数作为优化变量,2个关键性能指标作为目标函数,通过单因素影响分析,获得目标函数与各设计变量之间的变化规律,确定与目标函数相关性较大的2个设计变量。然后在此基础上,基于多目标优化遗传算法NSGA-Ⅱ对设计参数进行优化,并将选定的优化方案放入燃气轮机进排气系统一体化模型中进行验证。[结果]结果显示,相比原方案,优化后的排气引射装置能显著提升燃气轮机箱装体的引射率,满足排气引射量的设计要求,但同时也会导致排气蜗壳出口总压增加。[结论]所做研究对燃气轮机排气引射装置的设计与优化具有一定的参考价值。     

船用燃气轮机排烟温度场分析与优化

为进一步提高船用燃机排气引射器的工作性能,降低红外辐射,以某型船用燃机排气系统为研究对象,采用数值模拟的方法对船用燃气轮机排气系统在不同工况下的工作性能进行数值模拟研究,获得各工况下燃气轮机排气系统出口处的温度场.在此基础上,分析主喷口面积和侧壁窗口面积对排气系统出口温度分布的影响.研究结果表明,随着主喷口出口面积的逐渐减小,引射系数和总压损失都有所增加,排气室侧壁窗口面积的增加会增大整个装置的引射系数,但变化幅度低于主喷管出口面积变化造成的影响.     

船用排气引射装置计算及优化改进

船用燃气轮机在箱装体中运行时,工作温度高、燃机表面散热量大导致箱装体内温度很高,影响箱体内电控元件及各附件的正常工作,也不利于工作人员的安全,因此船上广泛采用排气引射的方法对箱装体内进行通风冷却。本文以某型船用排气引射装置为原型进行了数值计算,发现引射系数小于10%,不满足冷却通风要求。首先对引射器进行一维计算并确定其最佳结构尺寸,然后结合船上实际安装布置情况,对改进的排气引射装置进行三维流场优化计算。结果表明,优化改进后的结构引射系数提高,满足设计要求,同时为后续的结构设计提供了重要的参考。     

舰船用燃气轮机排气红外抑制装置发展现状

舰船隐身性是表征舰船总体性能的重要指标之一，在现代各国海军新造舰船中颇受重视，红外隐身是舰船隐身技术的重要方面，介绍我国及其它发达国家海军舰船用燃气机排气红外抑制技术的发展情况，以及红外抑制技术要求，方法及其原理。     

船用燃气轮机排气红外抑制装置的流动分析

本文在分析船用燃气轮机排气系统红外抑制装置结构特点的基础上，从数值计算和实验测量两方面分析了该装置结构参数对气流流场的影响，以及温度场的分布规律，得到了若干结论，为工程设计和分析排气系统红外抑制装置提供了理论依据，具有一定的实用价值。     

舰用燃气轮机排气红外抑制方案探讨

本文针对常规舰用燃气轮机排气红外抑制存在的问题,提出阻力小、重量轻和重心低的排气红外抑制裝置设计方案。计算验证:性能比现采用的优良,具有一定参考价值。     

扭曲式波瓣排气引射器的数值模拟

排气引射器是较好的通风冷却设备,在燃气轮机动力装置当中应用广泛。利用数值模拟方法对扭曲式与未扭曲式波瓣排气引射器进行了研究,得到了两种结构的内部流场分布情况和性能数据。数值模拟结果表明,扭曲式波瓣引射器在主次流混合效果与温度控制方面的性能优于未扭曲式,但在排气阻力损失方面处于劣势。研究结果为波瓣引射器在船舶动力装置当中的应用及其性能优化提供一定的参考。     

发电用燃气轮机动态性能仿真

针对发电用燃气轮机,基于Matlab/Simulink仿真平台构建其仿真模型.使用仿真模型,计算在电网负荷波动以及机组甩负荷的情况下燃气轮机的动态特性.参照电网指标,通过优化控制策略,给出电网负荷变化时燃气轮机的响应特性.     

进排气损失对某型燃气轮机性能的影响

在燃气轮机装置的流路中有许多管路,当燃气流过这些管道时将产生流体阻力损失,从而影响装置的性能。在变工况工作时,由于流路中的流量、温度、压力及流速的变化,流阻损失也将发生变化,流阻损失表现为进、排气总压损失。此外随着燃气轮机在舰船上使用时间的增长,空气中盐分对燃气轮机的进气滤清装置产生腐蚀、结垢等因素会造成进、排气压力的损失。本文将对进、排气道的压力损失对燃气轮机整体性能影响进行研究。     

燃气轮机燃烧室点火特性

通过数值计算方法研究火核半径、点火能量以及点火持续时间的耦合作用对燃烧室点火特性的影响。研究表明:导致点火失败的原因有3个,即点火功率不足、点火持续时间不足以及火核半径太小。当点火功率较小时,可以通过延长点火持续时间的方法使点火成功,但是当点火功率低于最低值时,无论如何延长点火时间,点火都是失败的;当点火持续时间较小时,可以通过提高点火功率做补偿,以保证点火成功,但是当点火持续时间低于最低值时,无论如何提高点火功率,点火都是失败的;当火核半径较小时,要想保证点火成功,必须延长点火时间,但是当火核半径低于最低值时,无论如何延长点火时间或提高点火功率,点火都是失败的。     

风力机叶片翼型气动特性数值模拟

针对NACA63-215翼型绕流流动建立了二维可压缩湍流模型,利用商业软件NU-MECA进行了相应的数值模拟计算.湍流粘度分别采用基于RANS的Spalart-Allmaras和Baldwin-Lomax两种湍流模型来处理,得出了雷诺数为3×106时,翼型NACA63-215的升力系数和阻力系数随来流攻角的变化关系及压力分布图,并与试验数据进行对比.研究结果表明:Spalart-All-maras湍流模型比Baldwin-Lomax湍流模型在预测翼型失速后气动性能方面更加有效,Spalart-Allmaras湍流模型在大攻角下较易收敛且计算出的翼型气动性能与试验值更接近.     

不同供油规律下的燃气轮机加速过程仿真

供油规律决定着燃气轮机的机动性,不同的供油规律对燃气轮机的性能有重大影响。为研究不同供油规律对燃气轮机加速过程的影响,本文首先采用面向对象的方法和非线性化建模方法建立了三轴燃气轮机的动态仿真模型,并通过稳态计算检验了模型的精确性;然后选取不同的供油规律,对燃气轮机的加速过程进行了仿真,得到了不同供油规律下转子转速的变化规律;最后对仿真结果进行了分析,比较了各种供油规律的优劣。     

微型燃气轮机圆筒形燃烧室内三维冷态流动数值模拟

对一个复杂的Allied Signal75kw微型燃气轮机筒形燃烧室应用CATIA软件进行实体建模,采用RNGk-ε湍流模型,应用FLUENT软件进行了三维冷态流场的数值模拟研究.计算结果很好地反映了燃烧室旋流和火焰筒壁空气掺混射流对燃烧室内流场分布有着重要的影响,为进一步优化燃烧室的结构设计、改善流场结构和开展燃烧室热态流场的数值模拟奠定了基础.     

船机选择性催化还原系统SCR排气处理的数值计算

国际海事组织对船机排放废气中NOX含量控制提出TierⅢ标准,机内净化技术已很难满足标准要求,排气后处理SCR技术逐步成为研究热点。本文基于计算流体力学(CFD)基本理论,结合船机排放气体的特点提出船机排气计算方法。针对船舶管路布置,分析船机SCR系统的流体运动特点及形成原因,为进一步掌握船机SCR系统提供理论依据。     

LNG电控共轨燃料供给系统中喷油器的数值模拟

通过AMESim软件中自带的液力、机械和电磁模块,对LNG电控共轨燃料供给系统中的喷油器进行建模,在所建立的喷油器模拟模型中,通过改变单一变量的方法,着重对不同的控制腔出油孔与进油孔、轨压、喷油孔径和顶杆直径进行了模拟计算,得出了其规律性的结论,为LNG电控共轨燃料供给系统中喷油器的设计提供指导意义和方案。