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风机技术
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高科光

双月刊

1006-8155

sfjjs@163.com;sfjjs@126.com

024-25801521 25800521

110869

沈阳市经济技术开发区开发大路16号甲

风机技术/Journal Compressor, Blower & Fan Technology北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是我国风机行业唯一的专业技术期刊，中国科技核心期刊，在通用机械行业及其相关领域有着广泛的影响。本刊在行业的唯一性和技术性、实用性、权威性使其发行已达全行业的各个位置。
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    高压涡轮导叶吸力面异型孔的对比研究

    江艳李海旺陶智周志宇...
    8-16页
    查看更多>>摘要：本文研究了高压涡轮导叶吸力面4种类型气膜孔在4组吹风比下的流动和换热特征,采用了数值模拟的方法获得了吸力面研究区域中4种气膜孔的绝热气膜冷却效率η、换热系数比hr/h0和净热通量减少量(NHFR),且分别进行对比分析.结果显示,簸箕孔因同时具有展向扩张角(β)增大冷气展向覆盖面积和流向扩张角(δ)提高射流贴壁性的优势,呈现出最大的绝热气膜冷却效率η和净热通量减少量(NHFR),但同时其增强了换热,使簸箕孔比其它3种气膜孔拥有最大的净热通量减少量(NHFR)的优势相较于其拥有最大的气膜冷效η的优势有所降低.而水滴孔相较于圆柱孔的优势不明显,故展向扩张角对气膜孔流动和换热特征的影响比流向扩张角大.

    气膜冷却效率换热系数净热通量减少量(NHFR)异型孔吸力面涡轮导叶

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    超声速气流中激波对气膜冷却流动的干涉特性研究

    高阿飞张华良尹钊徐玉杰...
    17-24,46页
    查看更多>>摘要：激波会影响气膜冷却流场的流动特征,引起流场结构和冷却效率的变化.为探究激波干涉对气膜冷却的影响,本文采用数值模拟的方法对不同射流角度和不同吹风比工况下的超声速平板气膜冷却开展研究.结果表明:气膜冷却效率随吹风比的增大呈现先增大后减小的趋势,随着射流角度的增大,气膜在孔附近的展向覆盖效果逐渐提高,但冷却效率沿流向衰减加快;采用无量纲坐标系分析激波干涉对气膜流动的影响,获得激波与气膜冷却流动干涉在不同工况下对冷却效率的一致性影响规律,激波会造成冷却效率的明显降低;激波干涉下冷气容易产生三维流动分离,随着射流角度的增大,分离区极限流线的拓扑结构更加复杂.进一步引入均匀性指标参数分析激波干涉对气膜冷却效率的影响,不同射流角度下,激波干涉区域气膜冷却效率的均匀性随吹风比的增加呈先增大后减小的趋势.

    超声速平板气膜冷却激波干涉气膜冷却效率

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    管壳式换热器换热管偏心现象对传热性能影响研究

    耿伟轩谢昌原薛铮单鹏飞...
    25-28,73页
    查看更多>>摘要：在管壳式换热器中,换热管和折流板之间存在板管间隙,在其安装使用过程中换热管总是不可避免地偏离折流板孔径中心位置,形成换热管偏心现象.利用CFD软件FLUENT进行数值模拟,研究不同情况下壳程与管程的流动与传热特性.在计算中采用标准k-ε模型,SIMPLE算法和压力方程为标准格式.从管壳式换热器出口介质压力降、温度和(火用)传递有效度三个方面分析换热管偏心现象对传热性能的影响,将模拟结果引入换热器评价指标,优化管壳式换热器设计,提高换热效率,减少能源消耗,降低生产成本,从而提高生产效率.

    管壳式换热器数值模拟偏心换热管评价指标

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    氢燃料电池用气浮离心空压机实验与模拟研究

    李栋王琪杨山举张丽君...
    29-34页
    查看更多>>摘要：气浮轴承离心空压机具有无油、高效、低成本、轻量化和动态响应性好等优点,已成为车载氢燃料电池空压机的最佳选择.本文介绍了自主研发的额定压比2.8、质量流量130g/s、转速88000r/min、功率22kW的两级气浮轴承离心空压机,用于匹配电堆功率130kW的车载氢燃料电池.在离心空压机气动性能试验台上测试了空压机在60000～95000r/min范围内的气动性能,同时构建了离心空压机的泄漏通流模型并对其进行了数值模拟,最后将模拟结果与实验数据进行了对比分析.研究结果表明,该离心空压机在实验时最大转速达95000r/min,最大绝热效率可达77.04％.

    氢燃料电池离心空压机箔片动压气浮轴承实验研究泄漏通流模型可靠性

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    椭圆形尾缘对跨音速叶栅气动性能的影响与优化

    董洪潮魏双杨世华陈柳竹...
    35-39页
    查看更多>>摘要：为了研究椭圆形状尾缘对跨音速叶栅损失的影响,对具有不同椭圆形状尾缘的叶栅进行CFD验证分析.结果表明:出口马赫数在0.9～1.4范围内,椭圆离心率增大有利于减小跨音速叶栅的叶型损失,离心率接近1.0时叶型损失最小;跨音速叶栅的二次流损失和叶顶泄漏损失随着离心率的增大先减小后增大,但不同出口马赫数下二次流和叶顶损失的最佳椭圆离心率不同,均与出口马赫数呈反比例线性变化;对某一扭叶动叶片的尾缘椭圆离心率径向分布进行优化,相比于圆形尾缘,优化后的叶栅总损失减小4.3％,其中叶型损失减小9.6％、二次流损失增加3％、叶顶泄漏损失减小1.6％.

    跨音速叶栅椭圆形尾缘椭圆离心率损失优化

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    基于翼型加速流道的多叶离心风机设计方法

    朱婧怡黄加禹张凯王灿星...
    40-46页
    查看更多>>摘要：在叶轮结构参数优化方法和翼型叶片的研究基础上,本文针对多叶离心风机效率普遍较低的现状提出了一种基于翼型加速流道的多叶离心风机设计方法.该方法通过深入分析翼型结构及叶片出口角参数对加速流道的流动影响,建立了翼型加速流道的风机叶轮设计方法,在此基础上采用考虑粘性的蜗壳设计,形成了多叶离心风机的整体设计流程.将该设计方法应用于某款多叶离心风机设计实例,通过数值模拟结果表明:效率得到了明显的提升,为多叶离心风机的优化设计提供了新的思路和方法.

    多叶离心风机翼型加速流道效率数值模拟

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    Design and Optimization of Diffuser and Deswirler for a 4 Stages Radial Blower with 1D and 3D CFD Methods

    Vlad GoldenbergLeonid MorozTi-shun ZhangShigeyuki Tomimatsu...
    47-59页
    查看更多>>摘要：SoftInWay Inc.performed the aerodynamic design of a 4 stages high pressure radial blower with vaneless diffusers and deswirlers for DMW Corporation in 2021.The nominal pressure ratio of the machine is near 2.Such a pressure ratio often characterizes what would typically be called a compressor,especially if the compression work is performed in one stage.For the subject machine of the present study,the compression work is split into 4 stages.This paper describes the design procedure for this blower,initially focusing in depth on the tradeoffs between work split,rotor diameter,and rotor vane back-sweep angle.The paper then presents a further design and optimization work of different variants of diffuser and deswirler based on aerodynamic performance for this 4 stages radial blower.The number of deswirler blades in the return channel was reduced from 19 to 10 in consideration of manufacturing requirements.To minimize losses in performance due to reduced blade number,several candidates of varied geometry shape deswirler blades were obtained from an automatic design and optimization workflow combining with 3D CFD calculation.All candidates of deswirler were implemented to the entire 4 stages radial blower to analyze machine per-formance by 3D CFD calculation and the best 10-blade deswirler geometry was determined.3D CFD analysis shows that 10 blades of deswirler is unable to provide the same pressure rise and efficiency as the original design with 19 blades when all other parts of the design,such as rotor and diffuser are maintained the same.To further improve the blower performance,the similar automatic workflow was applied to study vaned diffuser influence to the blower performance based on the new blower configuration.The number and geometry of best diffuser blades was obtained from the automatic workflow and entire blower performance with vaned diffuser was analyzed and validated by 3D CFD calculation.After finalizing the aerodynamic flow path geometries and configuration of new blower design,performance for new blower and old one are predicted by lD method with loss model correction and 3D CFD calculation.1D and 3D CFD calculation results are compared and good agreement is achieved.Though,small discrepancy between them is noticed and reasons are analyzed.Furthermore,3D CFD calculations with stall de-termination method based on several stall-indication metrics were performed to determine surge points of the 2 new blower configurations with vaned and vaneless diffuser.A future publication is intended to show the validation of the design with tested performance data.
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    气动升力协同列车升力翼优化设计研究

    王瑞东张军倪章松高超...
    60-67页
    查看更多>>摘要：气动升力协同列车是一种新型高速列车的概念模型,旨在提高运行速度的同时兼顾列车整体耗能与寿命周期成本.其通过加装升力翼,提高列车的气动升力,从而减少列车轮毂磨损.为设计出适合现有高铁限界约束的升力翼,本文采用Hicks-Henne翼型参数化方法和遗传算法,建立了考虑列车外型与高铁限界约束的气动优化方法,并利用此方法开展了翼型优化设计,以优化翼型为基础设计了加装翼梢小翼的三维升力翼模型.研究表明:采用本文优化设计方法得到的优化翼型,相比基础翼型,升力系数提升13％,阻力系数几乎不变.加装翼梢小翼可以有效的减小升力翼的气动阻力,通过对比不同外倾角和后掠角的小翼气动特性,设计出了一种外倾角为15°、后掠角为30°的较优升力翼模型,其最大升力系数可达到1.8247.

    高速列车翼型优化翼梢小翼气动升力

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    基础激励下的弹性支承-转子系统振动行为的试验研究

    蔡群王美令田忠齐晓野...
    68-73页
    查看更多>>摘要：转子系统在实际运行过程中由于复杂的工作环境会随机承受来自基础的外部激励,一定概率下这将导致转子系统振动异常,严重时甚至还会影响到转子系统的正常运转.本文以弹支转子系统为研究对象,设计搭建带有鼠笼弹支的转子试验平台,采用激振器加载模拟不同模式的基础激励,实验研究了不同基础激励对弹支转子系统的振动行为的影响规律.研究结果表明,基础激励具有传递性,能够通过基础传递到支承和转子;弹支-转子系统的振动特性在基础激励方向上变化明显,其频谱中存在激励频率及其倍频成分,且振动幅值随激振频率增加(40～80Hz)呈增大趋势;瞬态激励下随激振频率增大(0Hz,1Hz和2Hz),转轴和转盘的工频振动幅值、鼠笼的工频应变幅值均增大,转轴和转盘的2倍工频振动幅值、鼠笼的2倍工频应变幅值呈降低趋势.

    弹性支承弹支转子系统基础激励振动特性实验研究

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    叶尖预弯加长对风电机组气动特性的影响研究

    侯洪强娄刻强潘建涛姚加桂...
    74-79页
    查看更多>>摘要：叶片加长是有效提升风电机组出力的手段.在叶尖进行加长时需要考虑叶片的预弯.为分析加长段预弯设计对大型风电机组气动特性的影响,以DTU 10MW风电机组为模型,采用CFD数值模拟方法,研究直叶尖加长和预弯叶尖加长两种叶片加长方式对风电机组气动性能的影响,分析叶片延长段不同展向截面的气动力和周围流场的流动特性.研究结果表明,当叶片型线投影长度相等时,两种加长叶片推力增幅基本一致,预弯加长叶片功率增量约为直加长叶片的60％;预弯角使得截面翼型吸力面弦长前半段负压减小,导致翼型上下表面压差减小.叶尖三维流动增大了叶片和周围流体的摩擦损耗,预弯设计进一步增加了叶片附近流向和径向速度的扰动,使得叶尖三维效应作用范围更广,风能吸收效率降低.研究成果可为大型风电机组叶片加长改造提供参考.

    风电机组叶片加长预弯数值模拟

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