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燃机动力涡轮拖转试验方法

燃机动力涡轮拖转试验方法
燃机动力涡轮拖转试验方法

燃机动力涡轮拖转试验方法

张三多王兆丰屈育物

摘要:阐述了利用工厂动力设备,在非专用试验车台上,进行兆瓦级大功率工业燃气轮机的动力涡轮

工厂检验性试车方法。采用通过空气管路连接,构成密闭回路闭环,用电动机驱动动力涡轮进行运转,使空气升温,进行热状态空负荷机械运转试验,达到在额定工作转速下机械磨合运转试验和在一定的

温度下,对动力涡轮进行热状态检验试验目的,本研究对其它型号动力涡轮试车具有重要的参考价值。关键词:工业燃机,动力涡轮,机械运转,空负荷试验

中国分类号:V231 文献标识码:A 文章编号:

Study of the mechanic running test of A Type of Power Turbine

ZHANG San-duo WANG Zao-feng Qu Yu-wu

Abstract: A rig test method was illustrated for the power turbine of the high-power industrial gas turbine of 30 MW on unspecialized test rig using plant power facility. A closed circuit cycle was constructed through air-line connection and the power turbine was driven by electric motor. The power turbine was given mechanic grounding-in test at normal operation speed and thermal test verification by heating air and making a mechanic running test of thermal state and void load. The study is of great importance of reference for the test of other types of power turbines.

Key words: Industrial gas turbine, Power turbine, Mechanic running, Void load test.

1.引言

动力涡轮是燃气轮机的重要部件,燃气发生器产生的高温、高压燃气在动力涡轮内膨胀作功,通过动力涡轮转化为轴功率,同时经动力涡轮的输出轴带动诸如压缩机、发电机、船舶推进器等负载。

新设计、新研制的动力涡轮及大修过的动力涡轮在与燃气发生器组装进行燃气轮机整机试验前,为检查其装配制造质量、机械运转性能以及磨合等目的,需要借助其他动力拖动进行机械运转试验(简称拖转试验),以便降低随整机进行检查性试验的成本和技术、安全风险。

在拖转试验时, 需借用外部动力来拖动, 这使本来向外输出功的机械变成由外界向

其输入功的对象。这时, 其工作状态与设计工作状态相比有很大变化, 再加上有不同的外力拖动方式, 致使其工作状况更为复杂且多样化, 而且未知因素较多, 所以进行拖转试

验方法研究是十分必要的。

国内没有专业的燃机动力涡轮拖转试验设备、此前也没有作过电机驱动的燃机动力涡

轮拖转试验。国内外大都是将动力涡轮与燃气发生器组装在一起,随整机进行机械运转试验,未单独进行拖转试验。对于动力涡轮拖转试验,开展试验的单位相对较少,技术资料有限,缺乏相关标准。

本研究在工厂的动力设备上,利用原有驱动装置:异步电机、液力耦合器、增速箱等,将动力涡轮排气涡壳出口到动力涡轮进口通过空气管路连接,构成密闭回路闭环系统,用电动机驱动动力涡轮运转,使叶片搅动空气升温,空气在密闭回路中不断循环,达到预定的出口温度,进行热状态空负荷机械运转试验,达到在额定工作转速下机械磨合运转试验和在一定的温度下对动力涡轮进行热状态检验,检验各密封点的封严效果和转动件与静子件间隙与配合,壳体热膨胀状态;检验动力涡轮的制造和装配质量。

2.试验目的

本试验为闭式热状态空负荷机械运转试验,试验对象为兆瓦级,高转速工业燃气轮机的双级动力涡轮。是工厂检验性试车。

试验目的:对动力涡轮进行工作转速下机械磨合运转试验;对动力涡轮进行机械振动监测,了解其振动特性;测量轴承腔的润滑油进油温度、进油压力、回油温度、回油压力、滑油流量,检测与掌握滑油系统的工作情况;测量记录封严压缩空气的温度、压力;检查转速传感器的工作情况;在一定的温度下,对动力涡轮进行热状态检验,检验各密封点的封严效果和转动件与静子件间隙与配合,壳体热膨胀状态;检验动力涡轮的制造和装配质量。

3. 拖转试验方法研究

拖转试验有不同的方法,不同的方法达到的最终状态是不一样的。

3.1. 动力涡轮在外力拖动下的运转工作状态特性的对比

外动力拖动主要有正向拖动( 与正常工作转动方向一致) 及反向拖动两种形式, 这

两种形式原则上都能达到动力涡轮机械运转试验的目的。

针对具有一定反力度的涡轮,在进、排气口全开及额定转速条件下,有正常工作状态及在外力拖动下的正向转动和反向转动三种运转状态。当然,随着转速的变化,转子的轴向位移、发热量和耗功等都要随之相应发生变化,其规律是显而易见的,通过分析可得到其主要特征如下:

( a)用热燃气膨胀作功的正常工作状态

转子自主正向转动,按涡轮模式工作。

( b) 在外力拖动下的正向转动状态

转子在外力正向拖动下,这时空气将正向流动,动力涡轮将按涡轮-压气机混合型模式运转。

( c) 在外力拖动下的反向转动状态

转子在外力反向拖动下,叶片内弧迎击空气,空气自扩散口排出,形成压气机效应。由于气动损失将显著增加,绝热效率下降,其实际的压气机效应不很大。

3.2. 外力拖动的方案选择

外力拖动的可行方案受多方条件制约, 其中主要包括牵引功率、转子轴向位移、内部发热等因素,此外还应考虑静子件的位移等因素, 避免造成动静件的碰磨。在讨论方案时, 一般不推荐排气口封闭的方案, 因为排气口封闭后机匣内部将产生强烈鼓风发热,

内部温度将在较短时间内达到或超过允许的温度值。尽量采用拖转试验时的排气口打开情况。

通过能量转化和轴向位移等综合分析,可得到拖转试验时实际排气口(正转向后排气,反转向前排气)全开情况下各方案的特点如表

动力涡轮在外力拖动下的工况与正常工作状态工况大不相同, 其特点是因外界对其

作功而产生压气机效应, 因转动方向不同,压气机效应也不一样, 正转时产生涡轮-压气

机混合效应,轴向推力方向也相反。在上述试验方案中, 方案4耗功最小,轴向位移最少,发热量稍高,采用此方案作试验较为有利。

4. 试验方法

试验方法是:将动力涡轮排气涡壳出口到动力涡轮进口通过空气管路连接,构成密闭回路闭环系统,用电动机驱动动力涡轮运转,使叶片搅动空气升温,空气在密闭回路中不断循环,达到预定的出口温度150~450℃。在动力涡轮进口处设节流阀(通过空气调节,使动力涡轮接近无负荷运转)。

用电动机驱动动力涡轮进行磨合运转,转动方向是从动力涡轮气流入口顺气流看为顺时针方向。与动力涡轮工作方向相同,通过监测动力涡轮的转速、振动和轴承腔的润滑油参数来确认动力涡轮的机械运转性能。见图1试验系统示意图。

图1 试验系统示意图

5.试验设备

根据试验要求及现场条件,本试验系统设备由驱动装置,润滑油系统,空气密封供气系统,电控显示与测量系统,空气循环系统组成。

5.1.驱动装置

驱动装置由异步电机、液力耦合器、增速箱等,通过调整液力耦合器的耦合度来调整动力涡轮的试验转速,为保证有效传动同时能够适应机组存在的轴向、径向和角向安装偏移,选用叠片挠性联轴器,通过联轴器连接动力涡轮轴与增速器输出轴)。

5.2润滑油系统

滑油供回油系统为动力涡轮滑油系统提供符合要求压力、流量的清洁润滑油,用于对轴承的润滑和冷却,同时可实时对滑油系统的工作状态进行监测。润滑油系统采用与试验台共用的润滑油站。动力涡轮拖转试验采用增压供油的方法,

供油工艺系统由圆弧齿轮泵(额定压力1.6MPa,流量6m3/h)、溢流阀、调节阀、过滤器、流量计、压力传感器和温度传感器组成。圆弧齿轮泵用于将低压滑油进行增压;溢流阀和调节阀用于调整、保持试验所需的供油压力;过滤器过滤精度20μm;流量计用于监控滑油的流量,检测滑油系统的实际的供油量;压力传感器和温度传感器放置动力涡轮滑油入口处,用于监控进入涡轮滑油系统的供油压力、温度,同时是供油系统压力调整的

依据。

滑油回油采用强制回油系统,由单螺杆泵、调节阀、检流计、压力传感器和温度传感器组成。单螺杆泵用于抽走动力涡轮内混有空气的滑油,通过变频电机调速改变螺杆泵流量,保证动力涡轮回油管路有适宜的真空度;检流计用于观察回油管路内流动情况;调节阀用于背压调节,满足螺杆泵内的润滑要求;回油系统的出口直接接入试验台回油管口。

5.3空气密封供气系统

空气供气系统是将压缩空气经除水、过滤后,以规定压力和流量供入动力涡轮进气口,用于气封密封。气封系统由气水分离器、过滤器、减压阀和压力传感器等组成,气源由试验台厂房压缩空气提供,接入气封系统后,经减压阀将压缩空气调至试验所需压力。

5.4电气控制显示与试验参数测量系统

电气控制系统中的电源主要对电控柜、驱动供、回油泵的电机、显示仪表以及特种测试仪器仪表的供电。采用耐油动力电缆从试验站电力配电柜内的电源母线上取电。

电控柜上设置供、回油泵电机启停控制按钮和电机运行状态指示灯,系统具有短路、过载保护功能。为了满足试验过程中对回油泵流量进行调节需要,采用变频器实现对回油泵电机进行变频调速,并在电控柜上设置有回油泵速调节旋钮,实现回油泵转速在一定范围内可调。

在电控柜上安装有工艺系统测量传感器的二次仪表以及特种测试的部分仪表,可对动力涡轮拖转试验过程中工艺系统实时的压力、温度、流量等参数进行观察。和转速、振动等参数测量系统,试验中增加了壳体位移测量表,测定了壳体的热变形数值,对机匣温度控制设计有帮助.

5.5空气循环系统

空气循环系统是将动力涡轮排气口与进气口连接,形成空气的自循环它由过渡段、金属波纹管,蜗壳进口堵盖、手动闸阀、压力传感器和温度传感器组成。手动闸阀用于补充进气;金属波纹管用来补偿管路在水平方向和竖直方向的位移量;温度传感器和压力传感器用于检测空气温度和压力;滤网用于防止外界杂质吸入涡轮内部。

6.试验内容

试验内容按照燃气轮机动力涡轮拖转试验试验大纲进行,试验程序如下:

6.1试验前因应具备的条件

在试验中应采用计量部门校验合格的测量仪器,测量参数允许值、精度应满足要求: 1)、试验设备完成调试,检查合格。

2)、测量仪表检验合格(合格证明在有效期)。

3)、试验大纲、工艺规程完成审批手续。

4)、动力涡轮装配完成,按图纸要求各项检验合格且第一、二级涡轮盘盘心、轮缘、安装边配合止口等径向尺寸及荧光探伤检查检验报告完整。

5)、按试验工艺规程将动力涡轮安装于试验台上,调整工艺底架,保持动力涡轮轴成水平状态,通过联轴器与增速箱输出轴连接并保证同心。

6)、按工艺规程连接好封严压缩空气供给管,进、回油管路和各测试电气信号。

7)、将动力涡轮转速传感器与转速监测系统相连。

8)、将4个振动传感器(动力涡轮轴承腔壳体上2个、动力涡轮支撑环机匣上2个)分别与振动监测系统相连。

9)、将轴承外环温度、流道空气温度传感器与温度监测系统相连。

10)、开车前向动力涡轮供封严压缩空气。

11)、在确认封严压缩空气接通并符合要求后,起动滑油系统,使滑油从台架油箱通过动力涡轮进行20~30分钟循环。检查、清理金属屑信号器。

6.2试车程序

1)手动盘车,检查动力涡轮内部有无杂音等现象。

2)向动力涡轮供封严压缩空气,起动滑油系统(先启动回油泵,再启动供油泵),把动力涡轮缓慢加速到1000rpm,监视滑油泄漏情况,记录其转速值、振动值和滑油温度,3)以小于600rpm/min的加速率把动力涡轮转速增至2500rpm,记录转速值、振动值和滑油温度,并在此期间观察滑油系统有无泄漏。

4)以小于600rpm/min的加速率将动力涡轮转速增至4500rpm±50rpm,记录转速值、振动值和滑油温度,并在此期间观察振动情况,记录峰值振幅和相应的动力涡轮转速。

检查壳体温度,并控制机壳的表面温度的温升率在150℃/h 。

在此过程中测定第一临界转速值。

5)以小于600rpm/min的加速率进行爬台阶试验,每升500转停5分钟,记录转速值、振动值和滑油温度,并在此期间观察振动情况,记录峰值振幅和相应的动力涡轮转速。

6)将动力涡轮转速加速到工作转速,稳定10分钟,记录数据。

7)以小于小于600rpm/min的减速率将动力涡轮转速减速到2500rpm,缓慢打开进气管线调节阀放气,以调节气体温度,控制机壳的表面温度的温度下降率在150℃/h 。记录数据,检查滑油箱油位的变化情况并检查滑油是否泄漏。

8)将动力涡轮转速减速到1000rpm,稳定运转至机壳的表面温度下降至150℃以下时

停车。

9)在停车过程中,听检有无杂音。

10)目视检查滑油管路;检查金属屑信号器;脱开检测仪表并封住各测试口;当转速为零后,润滑和封严系统应继续工作,并每隔5分钟,手动盘车180°,当滑油排油口温度在30-35℃,机壳的表面温度下降至50℃以下时,才能脱开供油、供气接口。

7.试验分析与结论

按照此拖转试验方法,进行闭式热状态空负荷机械运转试验,进行了某兆瓦级大功率工业燃气轮机的动力涡轮工厂检验性试车,达到了试验目的。停机后检查盘车正常、无杂音,外部可视部件无损伤、无泄漏、螺栓无松动,用内窥镜检查未发现任何异常情况。

6.1在检查开车和正式试验两次试车过程中,都测到第一阶临界转速,根据过渡态振动变化趋势监测情况判断,该机组临界转速为4000转/分,比设计值高10%。

6.2动力涡轮转子直径比较大,特别是多级涡轮,在拖转试验过程中温升很快,在高转速下应减少停留时间,以利控制循环空气温度。

6.3试验过程为密闭式循环,不同于工作状态,滑油供油量,封严空气流量不能完全模拟工作状态,特别是封严空气,只能减少压力和流量,现场掌控封严空气与滑油腔压力,防止滑油窜入高温区,引起燃烧。

6.4 在试验转速达到6100rpm后,由于转速传感器故障,未能录取到动力涡轮降转速过程中的部分试验数据。应将转速测量探头移向轴尾,避开高温区。

6.5在本次试验设备中,只有进口有一个闸板阀,出口和排漏口处没有调节阀,不利于空气调节,控制温度手段欠缺。

本次燃气轮机动力涡轮拖转试验,是热态闭式循环机械运转试验,在国内外尚属首次,属于开拓创新性试验研究。本试验为燃气轮机动力涡轮工厂试车摸索出一条新路。

本次试验机械磨合运转正常,滑油系统工作正常,测定了第一临界转速,整个试验过程中机械振动满足设计要求。拖转试车完成了动力涡轮在工作转速范围内的试验内容。实现了对动力涡轮的机械运转性能及装配质量初步检查的基本要求,达到了试验目的。解决了动力涡轮工厂检验性试车问题。实践证明该试验方法是合理的和切实可行的。

参考文献

[1].中华人民共和国化工行业标准,HGT3650-1999《烟气轮机技术条件》,1999年。

[2].美国石油学会,“API616”,《用于石油,化工,燃气工业的燃气轮机》,1998年第四版。

[3]. 汽轮机技术,《动力涡轮在外力拖转下的工况分析》,2004年10月。

机械设计课程设计蜗轮蜗杆传动

目录 第一章总论......................................................... - 2 - 一、机械设计课程设计的容......................................... - 2 - 二、设计任务..................................................... - 2 - 三、设计要求..................................................... - 3 - 第二章机械传动装置总体设计......................................... - 3 - 一、电动机的选择................................................. - 4 - 二、传动比及其分配............................................... - 4 - 三、校核转速..................................................... - 5 - 四、传动装置各参数的计算......................................... - 5 - 第三章传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算............................. - 5 - 一、蜗轮蜗杆材料及类型选择....................................... - 6 - 二、设计计算..................................................... - 6 - 第四章轴的结构设计及计算.......................................... - 10 - 一、安装蜗轮的轴设计计算........................................ - 10 - 二、蜗杆轴设计计算.............................................. - 15 - 第五章滚动轴承计算................................................ - 17 - 一、安装蜗轮的轴的轴承计算...................................... - 18 - 二、蜗杆轴轴承的校核............................................ - 18 - 第六章键的选择计算................................................ - 19 - 第七章联轴器...................................................... - 20 - 第八章润滑及密封说明.............................................. - 20 - 第九章拆装和调整的说明............................................ - 20 - 第十章减速箱体的附件说明.......................................... - 20 - 课程设计小结........................................................ - 21 - 参考文献............................................................ - 22 -

车用发动机与涡轮增压器匹配

1.发动机涡轮增压系统匹配及动态特性的仿真分析 涡轮增压是提高发动机动力性和改善经济性的最有效措施。高空环境条件对航空发动机提出了功率恢复的特殊要求,而增压技术是实现发动机高海拔功率恢复的重要措施。目前,国外小型航空活塞式发动机涡轮增压技术已经比较成熟,国内正在致力于这方面的研究。本文以ROTAX914发动机为研究对象,对GT25涡轮增压器与发动机的匹配、JK48可变截面涡轮增压器与发动机的匹配以及涡轮增压控制系统的动态特性进行了研究。 本论文在对发动机涡轮增压器进行选型的基础上,应用MATLAB/Simulink软件建立了GT25增压器与发动机匹配、JK48增压器与发动机匹配以及增压控制系统动态特性的仿真模型;研究了不同海拔下发动机与增压器的匹配规律。 通过研究,确定了GT25增压器与发动机的匹配规律,建立了增压器放气阀开度随发动机转速和海拔高度变化的MAP图,分析了充量系数和过量空气系数对GT25增压器与发动机匹配规律的影响。 对JK48可变截面涡轮增压器与ROTAX914发动机的匹配规律进行了仿真研究。确定了JK48增压器与发动机的匹配规律,建立了叶片转角随发动机转速和海拔高度变化的MAP图,讨论了涡轮效率、涡轮流量系数以及发动机充量系数等因素对JK48可变截面涡轮增压器与发动机匹配的影响。 对涡轮增压控制系统的动态特性进行了仿真研究;结果表明,在一定的负载转动惯量下,控制系统具有较好的动态响应特性、准确性和稳定性。研究了控制算法对增压控制系统动态特性的影响,比较了普通PID和积分分离PID算法下控制系统的动态特性。通过研究,确定了负载转动惯量对增压控制系统性能的影响规律。 研究结果可以为我国四冲程活塞式航空发动机研发过程中涡轮增压器的选型、增压器与发动机的匹配以及涡轮增压控制系统的设计等提供一定的分析依据。 2. 车用发动机与涡轮增压器匹配研究 涡轮增压技术作为提高柴油机功率、改善其燃油经济性、降低排放的最有效措施之一,已经得到了广泛的应用。涡轮增压技术是利用发动机废气推动涡轮旋转,带动同轴的叶轮旋转,从而实现对从空滤器来的新鲜空气进行增压的目的。通过将涡轮增压的高压空气压入气缸来提高气缸中的空气密度,达到增加发动机缸内空燃比的目的,使得柴油机的功率增加。涡轮增压技术是提高发动机动力性和燃油经济性的主要手段之一,采用涡轮增压技术的柴油机可比自然吸气的发动机提高40%~60%的功率,甚至更多;发动机的平均有效压力最高可达到3MPa,发动机的燃油经济性有了很大提高,目前已经在车用发动机上进行了非常广泛的应用。 本文通过对2款涡轮增压发动机的匹配研究,可以提前评估各种涡轮增压器方案的先进性,然后进行有针对性的匹配试验,从而大大减少开发过程中的试验量,使开发工作更具针对性,提高开发效率,节省成本。本文对车用发动机与涡轮增压器的匹配性能进行了台架试验研究,其主要工作和创新之处为:⑴对涡轮增压发动机气缸内活塞的运动和燃油燃烧以及放热情况,介绍了涡轮增压发动机气缸内的缸内模型、燃烧模型、放热模型、扫气模型和管道模型。⑵对两款不同涡轮增压发动机功率的进行了试验对比研究,得出了两款涡轮增压发动机在不同转速下的功率情况。⑶对两款不同涡轮增压发动机在部分关键转速下的转矩进行了模拟与试验,分析对比了两款涡轮增压发动机在不同的转速下的转矩优劣情况。⑷对两款涡轮增压发动机在部分转速下的比油耗进行了模拟与计算,得出两款涡轮增压发动机的额定点比油耗、最低比油耗、低速端比油耗。 ⑸研究了两款涡轮增压器匹配后排温对比情况。 3.发动机与涡轮增压匹配控制软件的设计与开发

发动机涡轮增压器——物资验收技术标准

发动机涡轮增压器 物资验收技术标准要求 一、产品名称 发动机涡轮增压器 二、引用标准 GBT727-2003 涡轮增压器产品命名和型号编制方法 GB/T 23341.1-2009 涡轮增压器第1部分:一般技术条件 三、定义及图例标注 利用柴油机排气能量驱动涡轮,带动压气机来提高柴油机进气压力的装置。

四、型式与基本参数及表示方法 4.1 内燃机用废气涡轮增压器的产品型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。其型号依次包括下列三部分: a) 首部:产品名称和结构特征符号。 b) 中部:以压气机叶轮外径尺寸表示的产品基本系列符号。 c)尾部:变型符号

4.2表中符号N~Q用以表示区别于通常型的结构特征;符号P~K用于表示特定的结构特征。结构特征符号允许重叠标出。字母排列次序按表中顺次标出。 4.3两级增压具有同一外壳的增压器,以其第1级基本型压气机叶轮外径尺寸符号/第2级基本型压气机叶轮外径尺寸符号的形式标出。两级以上增压并具有同一外壳的增压器,按此表示法类推。 4.4变型符号允许制造单位自选。但变型符号的含义必须在产品说明书中阐明。 4.5产品型号不得因转产等原因而随意更改。 4.6由国外引进的增压器产品,若保持原结构性能不变,允许保留原产品型号。 五、产品技术要求 5.1 增压器产品配套要求

5.1.1 增压器产品的型昔编制应符合GB/T 727的规定。 5.1.2增压器制造商应向客户提供增压器产品的下列主要技术参数: a)产晶型粤; b) 增压器外形安装连接尺寸阿样; c)增压器净质量; d)_带有旁通蒯或其他调节机构的增压器,应提供执行机构的琵置参数及调节方式; e)增压器土耍性能参数:增压比、压气机流量范围、压气机效率范围、最高工作转速、最高涡轮进口温度、涡轮效率或总效率等; f)剩精油牌号,润滑油进口压力范围及油滤要求。 5.2增压器产品制造要求 5.2.1增压器产品应按经规定程序批准的产品图样及技术文件制造。 5. 2.2对nr轮(压气机叶轮和涡轮)毛坯,应进行外观检奄、表面粗糙度检查,根据需要还应检查叶轮叶 片的型而。根据图样和技术文件规定应对其进行化学成分分析,对同炉浇注的试样进行力学·陀能试验 和金相组织(低倍、高倍)检在,同时对叶轮进行尤损探伤(如荧光检查、x光检查)。5.2.3在新设计和制造时,应进行涡轮(成品)叶片一阶自振频率的测量,要求白振频率和分散度限值: 5.2.4增压器涡轮转子、压气机叶轮应作单件动平衡检测,转子总成应作组合平衡榆测,平衡品质应达到JB/T 97a2.3 2004的规定。采用整体动平衡机或壳体振动试验检测时,转子总成可不作组合平衡检测,整体动平衡或壳体振动试验检测要求在增压器标定转速下许用振动速度伉应≤4.5 mm/s。 5.2.5增压器装配前,零部件应进行清洗。增压器整机清洁度达到JB/T 6002的规定。 5.2.6增压器装配应符合产品图样及技术文件的规定。转子应转动灵括,不允许有异响和卡

涡轮发动机基础前五章复习题0405无答案讲解

第1章概述 1.燃气涡轮发动机具体包括:涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机以及: A. 涡轮风扇发动机和涡轮轴发动机 B. 涡轮风扇和冲压发动机 C. 涡轮轴发动机和冲压发动机 D. 涡轮轴发动机和活塞发动机 2. 是热机同时又是推进器的是: A. 活塞发动机 B. 涡喷发动机 C. 带涡轮增压的航空活塞发动机 D. 涡轮轴发动机 3. 涡轮喷气发动机的主要部件包括: A. 压气机、燃烧室、尾喷管、排气混合器、消声器 B. 压气机、涡轮、尾喷管、排气混合器、燃烧室 C. 压气机、涡轮、反推装置、消声器、进气道 进气道、压气机、涡轮、尾喷管、燃烧室D. 4.涡扇发动机的总推力来自: A. 仅为内涵排气产生 B. 仅为外涵排气产生 C. 由内外涵排气共同产生 内涵排气和冲压作用产生D. 5. 涡扇发动机的涵道比是指: A. 外涵空气流量与内涵空气流量之比 B. 外涵空气流量与进气道空气流量之比 C. 内涵空气流量与外涵空气流量之比 D. 内涵空气流量与流过发动机的总空气流量之比 6. 以下哪两类燃气涡轮发动机是靠排气来获得推力的: A. 涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机 B. 涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机 C. 涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机 涡轮风扇发动机和涡轮轴发动机D. 7.涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机与涡轮喷气、涡轮风扇发动机相比: A. 都是靠排气来产生推力 B. 都比后者的推进效率要高

C. 都有核心机 17 / 1 推力更大D. 8. 燃气涡轮发动机的核心机包括: A. 压气机、涡轮、尾喷管 B. 压气机、燃烧室、涡轮 C. 压气机、燃烧室、加力燃烧室 压气机、涡轮、反推力装置D. 9. 喷气发动机进行热力循环,所得的循环功为: A. 加热量与膨胀功之差 B. 加热量与压缩功之差 C. 加热量 D. 加热量与放热量之差 10. 单位质量的空气流过喷气发动机所获得的机械能为: A. 空气在燃烧室里所获得的加热量 B. 空气在压气机的所获得的压缩功 C. 燃气在涡轮里膨胀所做的膨胀功 燃气的排气动能与空气的进气动能之差D. 11.认为燃气在尾喷管完全膨胀,流过发动机的空气流量与燃气流量相等,则涡轮喷气发动机的推力)有直接关系大小与(A. 空气流量、排气速度与进气速度之差 B. 空气流量、膨胀效率大小 C. 空气流量、排气速度高低 空气流量、飞行马赫数大小D. 12. )有直接关系(若喷气发动机在地面台架试车,则推力大小与:A. 空气流量、飞行马赫数大小 B. 空气流量、排气速度高低 C. 空气流量、排气速度与进气速度之差 空气流量、膨胀效率大小D. 13. 可以表示为:N 喷气发动机的循环功率A. 空气流量与每千克空气动能差的乘积 B. 空气流量乘以每千克空气的排气动能 C. 空气流量乘以每千克空气的进气动能 每千克空气的动能差D. 14. 喷气发动机的推进效率为: A. 推进功率与循环功率之比 B. 推进功率与加热量之比 C. 推进功与循环功率之比 推进功与加热量之比D.

81燃气涡轮发动机低污染燃烧室的发展趋势及思考(北航-金捷岳明)

燃气涡轮发动机低污染燃烧室的发展趋势及思考 金捷岳明 (北京航空航天大学航空发动机数值仿真研究中心,北京 100083) 摘要本文介绍了目前用于燃气轮机和工业燃烧装置的主要低污染燃烧技术,包括分级燃烧技术、贫油预混预蒸发燃烧技术、富油燃烧/快速淬熄/贫油燃烧技术、贫油直接喷射燃烧技术、燃料再燃烧法、低氧燃烧技术、浓淡燃烧技术、烟气再循环技术、乳化燃烧技术等,简要分析了各种技术的原理、特点及其发展应用情况等,同时,对国外目前正在使用和发展中的航空燃气轮机低污染燃烧室设计方案和技术,包括:多环腔燃烧室技术、双预混旋流技术、贫油直接喷射燃烧技术、无焰燃烧技术的原理、结构形式、性能特点和应用情况等,进行了简要的介绍和分析,并对低污染燃烧技术的发展趋势和我国的发展应用提出了一些看法和建议,包括:低污染燃烧技术是我国研制民用干线客机动力所必须突破的主要关键技术之一;应综合应用多种低污染燃烧技术;针对我国在航空燃气涡轮发动机低污染燃烧技术基础薄弱和工程应用经验缺乏的情况,应充分利用民用低污染燃烧技术的成果;应尽可能紧跟最前沿、尚处于研究发展阶段的低污染燃烧技术,实现我国航空燃气涡轮发动机低污染燃烧技术的跨越发展,为民机动力的顺利研制和成功进入市场提供技术基础。 关键词燃烧低污染燃气涡轮发动机综述建议 1 引言 随着人口的不断增长以及工业的迅速发展,人类对能源的需求越来越大。这其中,矿物燃料占了绝大部分。矿物燃料在燃烧过程中,总会产生对人体和动植物有害的污染物;当燃烧装置设计不合理时,有害物质更会大量产生,并形成大气污染。据统计,燃料燃烧产生的空气污染占全部污染物的80%以上[1]。因此,世界各国都开展了先进的低污染燃烧设备研制,以在不降低燃烧效率的情况下大大降低污染物排放。 2 低污染燃烧技术简介 一般说来,燃料的完全燃烧和充分氧化能提高燃烧效率并同时降低某些污染物质(CO,碳氢化合物,碳黑等)的排放量,但氮氧化物(Nox)却随之大大增加。目前的燃烧设备的环保发展方向是以大大降低氧化氮的生成量同时兼顾燃烧效率和其他污染物(CO,碳氢化合物,碳黑等)为目标。为此,人们发展了多种低污染燃烧技术,主要有: (1)分级燃烧技术[1]

详细讲解VGT可变截面涡轮增压器

详解VGT可变截面涡轮增压器 2010年11月27日 08:12 来源:Che168类型:转载编辑:胡正暘 随着技术的发展,人们对于汽车发动机的要求也越来越苛刻,不仅要拥有强劲的动力,还必须拥有极高的效率和足够清洁的排放。这就要求发动机在各种工况下都能要达到其最高效的工作状态,因此就必须满足发动机各个工作状态下对于进气量的需求。这就要求发动机的各部件都能够通过“可变”来满足在不同工况下的条件。比如我们所熟悉的可变气门正时/升程技术,可变进气歧管技术都是如此。那么在柴油发动机上常见的VGT可变截面涡轮增压技术,又有些什么作用呢?下面我们就一起来了解一下。 『废气带动涡轮,涡轮再带动叶轮对空气进行增压,从而有效增大进气量』 涡轮增压技术是发动机上常见的技术之一,它的原理其实非常简单:涡轮增压器就相当于一个由发动机排出的废气所驱动的空气泵。在发动机的整个燃烧过程中,大约会有1/3的能量进入了冷却系统,1/3的能量用来推动曲轴做工,而最后1/3则随废气排出。拿一台功率200千瓦的发动机举例,按照上面提到的比例,它在排气上的消耗的动力大约会有70千瓦。这部分功率有一大部分随着高温的废气以热能的形式消耗掉,而废气本身的动能可能只有十几千瓦。但是千万别小看这十几千瓦,要知道家用的落地扇功率不过60瓦左右!也就是说,即使十几千瓦也足够驱动两百多台电风扇了!可想而知,用废气涡轮驱动空气所带来的增压效果非常可观。

『BMW的并联双涡轮技术』 虽然发动机全负荷状态下时排气能量非常可观,但当发动机转速较低时,排气能量却小的可怜,此时涡轮增压器就会由于驱动力不足而无法达到工作转速,这样造成的结果就是,在低转速时,涡轮增压器并不能发挥作用,这时候涡轮增压发动机的动力表现甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机,这就是我们经常说的“涡轮迟滞(Turbo lag)”现象。

涡轮发动机基础期中习题

第一章 1. 燃气涡轮发动机具体包括:涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机以及:A A. 涡轮风扇发动机和涡轮轴发动机 B. 涡轮风扇和冲压发动机 C. 涡轮轴发动机和冲压发动机 D. 涡轮轴发动机和活塞发动机 2. 是热机同时又是推进器的是:B A. 活塞发动机 B. 燃气涡轮发动机 C. 带涡轮增压的航空活塞发动机 D. 火箭发动机 3. 涡轮喷气发动机的主要部件包括:D A. 压气机、燃烧室、尾喷管、排气混合器、消声器 B. 压气机、涡轮、尾喷管、排气混合器、燃烧室 C. 压气机、涡轮、反推装置、消声器、进气道 D. 进气道、压气机、涡轮、尾喷管、燃烧室 4. 涡扇发动机的总推力来自:C A. 仅为内涵排气产生 B. 仅为外涵排气产生 C. 由内外涵排气共同产生 D. 内涵排气和冲压作用产生 5. 涡扇发动机的涵道比是指:A A. 外涵空气流量与内涵空气流量之比 B. 外涵空气流量与进气道空气流量之比 C. 内涵空气流量与外涵空气流量之比 D. 内涵空气流量与流过发动机的总空气流量之比 6. 以下哪两类燃气涡轮发动机是靠排气来获得推力的:C A. 涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机 B. 涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机 C. 涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机 D. 涡轮风扇发动机和涡轮轴发动机 7. 涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机与涡轮喷气、涡轮风扇发动机相比:B A. 都是靠排气来产生推力 B. 都比后者的推进效率要高 C. 都有核心机 D. 推力更大 8. 燃气涡轮发动机的核心机包括:B

A. 压气机、涡轮、尾喷管 B. 压气机、燃烧室、涡轮 C. 压气机、燃烧室、加力燃烧室 D. 压气机、涡轮、反推力装置 9. 喷气发动机进行热力循环,所得的循环功为:D A. 加热量与膨胀功之差 B. 加热量与压缩功之差 C. 加热量 D. 加热量与放热量之差 10. 单位质量的空气流过喷气发动机所获得的机械能为:D A. 空气在燃烧室里所获得的加热量 B. 空气在压气机的所获得的压缩功 C. 燃气在涡轮里膨胀所做的膨胀功 D. 燃气的排气动能与空气的进气动能之差 11. 认为燃气在尾喷管完全膨胀,流过发动机的空气流量与燃气流量相等,大小与: 则涡轮喷气发动机的推力()有直接关系A A. 空气流量、排气速度与进气速度之差 B. 空气流量、膨胀效率大小 C. 空气流量、排气速度高低 D. 空气流量、飞行马赫数大小 12. 若喷气发动机在地面台架试车,则推力大小与:()有直接关系B A. 空气流量、飞行马赫数大小 B. 空气流量、排气速度高低 C. 空气流量、排气速度与进气速度之差 D. 空气流量、膨胀效率大小 13. 喷气发动机的循环功率N 可以表示为:A A. 空气流量与每千克空气动能差的乘积 B. 空气流量乘以每千克空气的排气动能 C. 空气流量乘以每千克空气的进气动能 D. 每千克空气的动能差 14. 喷气发动机的推进效率为:C A. 推进功率与循环功率之比 B. 推进功率与加热量之比 C. 推进功与循环功率之比 D. 推进功与加热量之比 15. 推进效率的高低取决于:D A. 排气速度高低 B. 飞行速度高低 C. 推进功率的大小 D. 排气速度与飞行速度之比的大小

可变截面涡轮增压器项目计划书

目录 第一章项目总论 第二章项目建设单位说明 第三章背景及必要性研究分析 第四章项目市场研究 第五章建设内容 第六章项目选址分析 第七章土建工程说明 第八章工艺说明 第九章项目环境保护和绿色生产分析第十章企业安全保护 第十一章项目风险 第十二章项目节能评价 第十三章实施安排 第十四章投资估算与资金筹措 第十五章项目盈利能力分析 第十六章评价结论 第十七章项目招投标方案

第一章项目总论 一、项目概况 (一)项目名称 可变截面涡轮增压器项目 (二)项目选址 xx产业园区 场址应靠近交通运输主干道,具备便利的交通条件,有利于原料和产成品的运输,同时,通讯便捷有利于及时反馈产品市场信息。项目选址应符合城乡建设总体规划和项目占地使用规划的要求,同时具备便捷的陆路交通和方便的施工场址,并且与大气污染防治、水资源和自然生态资源保护相一致。项目建设方案力求在满足项目产品生产工艺、消防安全、环境保护卫生等要求的前提下尽量合并建筑;充分利用自然空间,坚决贯彻执行“十分珍惜和合理利用土地”的基本国策,因地制宜合理布置。 (三)项目用地规模 项目总用地面积51312.31平方米(折合约76.93亩)。 (四)项目用地控制指标 该工程规划建筑系数70.58%,建筑容积率1.67,建设区域绿化覆盖率7.97%,固定资产投资强度166.33万元/亩。 (五)土建工程指标

项目净用地面积51312.31平方米,建筑物基底占地面积36216.23平 方米,总建筑面积85691.56平方米,其中:规划建设主体工程55348.95 平方米,项目规划绿化面积6830.52平方米。 (六)设备选型方案 项目计划购置设备共计153台(套),设备购置费6666.73万元。 (七)节能分析 1、项目年用电量1140669.95千瓦时,折合140.19吨标准煤。 2、项目年总用水量22800.94立方米,折合1.95吨标准煤。 3、“可变截面涡轮增压器项目投资建设项目”,年用电量1140669.95千瓦时,年总用水量22800.94立方米,项目年综合总耗能量(当量值)142.14吨标准煤/年。达产年综合节能量47.38吨标准煤/年,项目总节能 率21.03%,能源利用效果良好。 (八)环境保护 项目符合xx产业园区发展规划,符合xx产业园区产业结构调整规划 和国家的产业发展政策;对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施,严格控制在国家规定的排放标准内,项目建设不会对区域生态环境产 生明显的影响。 (九)项目总投资及资金构成 项目预计总投资18721.09万元,其中:固定资产投资12795.77万元,占项目总投资的68.35%;流动资金5925.32万元,占项目总投资的31.65%。

涡轮增压器 试验方法(WJ 1974-90)

WJ 中国兵器工业总公司部标准 WJ 1974-90 涡轮增压器试验方法 1991-05-06发布1991-07-01实施 中国兵器工业总公司批准

中国兵器工业总公司部标准 WJ 1974-90 涡轮增压器试验方法 1.主要内容与适用范围 本标准规定了装甲车辆用内燃机废气涡轮增压器(以下简称"增压器")台架试验的一般方法. 本标准适用于装甲车辆用内燃机增压器的定型、出厂、抽验和验收试验.其它军用车辆内燃机增压器的上述试验也可参照执行. 2.引用标准 WJ 1973-90 涡轮增压器通用规范 GB 2624 流量测量节流装置 3.术语 3.1标准环境状况 大气压力P0:100kPa(750mmHg) 环境温度T0:298K(25℃). 3.2增压器自循环 增压器利用本身压气机的压缩空气,经加热后输入涡轮作功,涡轮又驱动压气机继续输出压缩空气,使增压器连续运转称为增压器自循环. 3.3压气机喘振和喘振流量 压气机转速不变,当其流量减少到某一值时,压气机进口气流温度突然升高,压气机出口气体压力波幅激增,气流振荡并伴有异常噪音,使压气机不稳定工作,这种工况称为压气机喘振.该工况点的流量称为压气机的喘振流量. 3.4压气机堵塞和堵塞流量 压气机转速不变,当其流量增加到某一值后,其增压比、效率大幅度降低,压气机流量不再增加,这种工况称为压气机堵塞.该工况点的流量称为压气机堵塞流量. 3.5增压器润滑油供油量特性试验 标定转速时,在不同的油压下,测定增压器润滑油流量随润滑油进油温度而变化的试验称为增压器润滑油供油量特性试验. 3.6增压器超速超温试验 中国兵器工业总公司1990-05-06发布1991-07-01实施

详解航空涡轮发动机

详解航空涡轮发动机(一) 【字体大小:大中小】引言 古往今来,人类飞上天空的梦想从来没有中断过。古人羡慕自由飞翔的鸟儿,今天的我们却可以借助 飞机来实现这一理想。鸟儿能在天空翻飞翱翔,靠的是有力的翅膀;而飞机能够呼啸驰骋云端,靠的是强劲的心脏航空涡轮发动机。 航空涡轮发动机,也叫喷气发动机,包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机等几大类,是由压气机、燃烧室和涡轮三个核心部件以及进气装置、涵道、加力燃烧室、喷管、风扇、螺旋桨和其它一些发动机附属设备比如燃油调节器、起动装置等组成的。其中,压气机、燃烧室和涡轮这三大核心部件构成了我们所说的”核心机"。每个部件的研制都要克服巨大的技术困难,因而航空涡轮发动机是名副其实的高科技产品,是人类智慧最伟大的结晶,其研制水平是一个国家综合国力的集中体现。目前世界上只有美、俄、法、英等少数几个国家能独立制造拥有全部自主知识产权的航空涡轮发动机。 2002年5月,中国自行研制的第一台具有完全自主知识产权、技术先进、性能可靠的航空涡轮发动机一一”昆仑"涡喷发动机正式通过国家设计定型审查,它标志着我国一跃成为世界第五大航空发动机设计生产国。”昆仑"及其发展型完全可以满足今后若干年内我军对中等偏大推力涡喷发动机的装机要求,将来在其基础上发展起来的小涵道比涡扇发动机还可以满足我国未来主力战机的动力要求,是我国航空涡轮发动机发展史上的里程碑。 要了解航空涡轮发动机,首先要从它的最关键部分--核心机开始。核心机包括压气机、燃烧室和涡轮 三个部件,它们都有受热部件,工作条件极端恶劣,载荷大,温度高,容易损坏,因此航空涡轮发动机的设计重点和瓶颈就在于核心机的设计。 详解航空涡轮发动机(二) 【字体大小:大中小】压气机 压气机的作用是将来自涡轮的能量传递给外界空气,提高其压力后送到燃烧室参与燃烧。因为外界空气的单位体积含氧量太低,远小于燃烧室中的燃油充分燃烧所需的含氧量。所以如果外界空气不经过压缩, 那么发动机的热力循环效率就太低了。 在航空涡轮发动机上使用的压气机按其结构和工作原理可以分为两大类,一类是离心式压气机,一类 是轴流式压气机。离心式压气机的外形就像是一个钝角的扁圆锥体。由于其迎风面积大,现在已经不在主流航空涡喷/涡扇发动机中使用了,仅在涡轴发动机中有一些应用。轴流式压气机因其中主流的方向与压气 机轴平行而得名,它是靠推动气流进入相邻叶片间的扩压信道来实现气流增压的。轴流式压气机具有体积小、流量大、效率高的特点,虽然轴流式压气机单级增压比不大(约 1.3?1.5),但是可以将很多级压气 机叶片串联起来,一级一级增压,其乘积就是总的增压比。轴流式压气机的这些优点,使其成为现代航空涡轮发动机的首选。 压气机的主要设计难点在于要综合保证效率、增压比和喘振裕度者三大主要性能参数满足发动机的要求。 压气机效率是衡量压气机性能好坏的重要指标,它反映了气流增压过程中产生能量损失的大小,如果效率太低,能量损失过大,压气机就是岀力不讨好。 增压比是指压气机岀口气压与进口气压之比,这个参数决定了压气机给后面的燃烧室提供的”服务质量"的好坏以及整个发动机的热力循环效率。目前人们的目标是提高压气机的单级增压比。比如在GE公司的J-79涡喷发动机上用的压气机风扇有17级之多,平均单级增压比为1.16,这样17级叶片的总增压比大约在12.5左右;而F-22的F-119涡扇发动机的压气机中,3级风扇和6级高压压气机的总增压比就达到了25左右,平均单级

(有全套图纸)蜗轮蜗杆传动减速器设计

目录 一、课程设计任务书 (2) 二、传动方案 (3) 三、选择电动机 (3) 四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 (5) 五、传动装置的运动和动力参数 (5) 六、确定蜗杆的尺寸 (6) 七、减速器轴的设计计算 (9) 八、键联接的选择与验算 (17) 九、密封和润滑 (18) 十、铸铁减速器箱主要结构尺寸 (18) 十一、减速器附件的设计 (20) 十二、小结 (23) 十三、参考文献 (23)

一、课程设计任务书 2007—2008学年第 1 学期 机械工程学院(系、部)材料成型及控制工程专业 05-1 班级课程名称:机械设计 设计题目:蜗轮蜗杆传动减速器的设计 完成期限:自 2007年 12 月 31 日至 2008年 1 月 13 日共 2 周 指导教师(签字):年月日 系(教研室)主任(签字):年月日

二、传动方案 我选择蜗轮蜗杆传动作为转动装置,传动方案装置如下: 三、选择电动机 1、电动机的类型和结构形式 按工作要求和工作条件,选用选用笼型异步电动机,封闭式结构,电压380v, Y型。 2、电动机容量 工作机所需功率 w p KW Fv p w w 30 .1 96 .0 1000 5.2 500 1000 = ? ? = = η 根据带式运输机工作机的类型,可取工作机效率96 .0 = w η。 电动机输出功率 d p η w d p p= 传动装置的总效率 4 3 3 2 2 1 η η η η η? ? ? = 式中, 2 1 η η、…为从电动机至卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表10-2 KW P w 3.1 =

燃气涡轮发动机

燃气涡轮发动机 1.压气机、燃烧室、涡轮称为燃气发生器,燃气发生器又称为核心机。 2.发动机压力比EPR:低压涡轮出口总压与低压压气机进口总压之比,同气流通过发动机的 加速成比例。表征推力。 发动机涵道比:指涡扇发动机通过外涵的空气质量流量与通过内涵的空气质量流量之比。 涵道比为1左右是低涵道比,2~3左右是中涵道比,4以上的高涵道比。低涵道比发动机产生推力是热排气高温高压。高涵道产生推力是风扇。 风扇转速n1:对于高涵道比涡扇发动机,由于风扇产生的推力占绝大部分,风扇转速也是推力表征参数。 3.总推力是指当飞机静止时发动机产生的推力,包括由排气动量产生的推力和喷口静压和环 境空气静压之差产生的附加推力。 4.当量轴功率ESHP:计算总的功率输出时,轴功率加上喷气推力的影响。 5.进气道的流量损失用进气道的总压恢复系数σi表示:σi = p1*/ p0* (进气道出口截面 总压 / 进气道前方来流总压) <1 6.喘振:压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率、高振幅的振荡现象。喘振的根 本原因是由于气流攻角过大,使气流在叶背处发生分离,而且这种气流分离严重扩展至整个叶栅通道。 7.VSV偏开导致高压压气机流量系数变大,气流在压气机叶盆会发生偏离,形成涡流状态; 高压压气机会变轻,高压压气机转速上升,由于高压压气机出现涡轮状态,导致压气机进气量下降,此时风扇的流量系数下降,会在风扇和低压压气机叶片背处出现分离,发生喘振现象,之后风扇和低压压气机所需的功率上升,低压转子呈减速降低趋势。为保证发动机风扇的转速不变,发动机控制系统就会增加燃油流量,t3*与EGT上升,涡轮做功能力上升,保证风扇转速n1不变,n2上升。 8.防喘措施:防止压气机失速和喘振的方法常用:放气活门、压气机静止叶片可调和采用多 转子。 9.压气机结构的核心是转子组件和机匣。

涡轮增压器试验台

第三章实验装置设计 在上一章我们已经详细论述了压气机实验装置的实验原理,方案选择,还有实验装置的动力来源。在这一章里,我们将详细介绍实验台各个系统的设计过程,整个实验装置包括实验装置总体布局、本体设计、冷却润滑系统、燃烧点火系统等。 §3.1 实验装置总体设计 一.实验装置总体布局 根据压气机实验原理和我们选择的实验方案,我们设计了如图3-1所示的实验系统原理图,实物图3-2。 由于实验台以压气机的测试为主,同时又可以做燃气透平与零功率燃气轮机特性测试实验,如下阐述我们的总体布局方案。 首先,压气机特性测试过程中,压气机与涡轮透平部分由阀门2切断,也就是上图中阀门2关闭,涡轮透平依靠外部气源作为动力来启动并升速,这样就可以带动压气机运转。测试过程中,压气机采用出口流量调节,依靠调节阀门1不同的开度来实现不同的工况状态(阀门1直通大气)。在每一个工况条件下,可以通过调节外风源的流量大小来实现恒转速,也就是调节阀门3的开度。理论上,这样通过测量压气机进出口空气的温度、压力和流量,以及压气机的转速,压气机的特性曲线就可以完成了。但是如果仅靠外部气源,需要外部气源提供很高的压力,才能使压气机和涡轮机的转速升高到60000rpm,这样也是很不经济的,而且也不宜实现。为此,我们是这样来实现的:如图所示,在涡轮机前我们增加了 燃烧室,当具有一定压力的空气进入燃烧室后,通过喷油点火燃烧的办法来提高温度变成高温燃气,提供透平膨胀功率,从而提高透平的转速和功率。通过调节喷油量和改变空气流量我们将比较容易的控制转速等实验参数,如此就可以达到实验的基本条件了,进行压气机的特性实验。[5] 实验装置还可以做另外的一组实验,即燃烧室和零功率燃气轮机特性实验,过程如下:阀门1全开,阀门2全关,开启阀门3使涡轮机开始升速,到一定的转速后,喷油点火燃烧,逐渐开大阀门3增加空气流量,同时逐渐增加喷油量,这样压气机的转速也在逐渐升高,当观测到压气机转速稳定到一定转速而压气机出口压力基本等于外气源的压力时,逐渐关闭阀门1,开阀门2,同时关闭阀门3,这时涡轮增压器就转成自循环工作,而成为零功率燃气轮机。

航空发动机基础知识

航空发动机基础知识 航空发动机基础知识 涡轮喷气发动机的诞生 涡轮喷气发动机的诞生 二战以前,活塞发动机与螺旋桨的组合已经取得了极大的成就,使得人类获得了挑战天空的能力。但到了三十年代末,航空技术的发展使得这一组合达到了极限。螺旋桨在飞行速度达到800千米/小时的时候,桨尖部分实际上已接近了音速,跨音速流场使得螺旋桨的效率急剧下降,推力不增反减。螺旋桨的迎风面积大,阻力也大,极大阻碍了飞行速度的提高。同时随着飞行高度提高,大气稀薄,活塞式发动机的功率也会减小。 这促生了全新的喷气发动机推进体系。喷气发动机吸入大量的空气,燃烧后高速喷出,对发动机产生反作用力,推动飞机向前飞行。 早在1913年,法国工程师雷恩·洛兰就提出了冲压喷气发动机的设计,并获得专利。但当时没有相应的助推手段和相应材料,喷气

推进只是一个空想。1930年,英国人弗兰克·惠特尔获得了燃气涡轮发动机专利,这是第一个具有实用性的喷气发动机设计。11年后他设计的发动机首次飞行,从而成为了涡轮喷气发动机的鼻祖。 涡轮喷气发动机的原理 涡轮喷气发动机的原理 涡轮喷气发动机简称涡喷发动机,通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。部分军用发动机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。 涡喷发动机属于热机,做功原则同样为:高压下输入能量,低压下释放能量。 工作时,发动机首先从进气道吸入空气。这一过程并不是简单的开个进气道即可,由于飞行速度是变化的,而压气机对进气速度有严格要求,因而进气道必需可以将进气速度控制在合适的范围。 压气机顾名思义,用于提高吸入的空气的的压力。压气机主要为扇叶形式,叶片转动对气流做功,使气流的压力、温度升高。 随后高压气流进入燃烧室。燃烧室的燃油喷嘴射出油料,与空气混合后点火,产生高温高压燃气,向后排出。 高温高压燃气向后流过高温涡轮,部分内能在涡轮中膨胀转化

蜗轮蜗杆减速器课程设计模板总结

一、课程设计任务书 题目:设计某带式传输机中的蜗杆减速器 工作条件:工作时不逆转,载荷有轻微冲击;工作年限为10年,二班制。 已知条件:滚筒圆周力F=4400N;带速V=0.75m/s;滚筒直径D=450mm。 二、传动方案的拟定与分析 由于本课程设计传动方案已给:要求设计单级蜗杆下置式减速 器。它与蜗杆上置式减速器相比具有搅油损失小,润滑条件好等优 点,适用于传动V≤4-5 m/s,这正符合本课题的要求。 三、电动机的选择 1、电动机类型的选择 按工作要求和条件,选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机, 电压380V,型号选择Y系列三相异步电动机。 2、电动机功率选择 1)传动装置的总效率: 23 ηηηηη =??? 总蜗杆 联轴器轴承滚筒23 0.990.990.720.960.657 =???= 2)电机所需的功率: 0.657η= 总

2300 1.2 4.38100010000.657 FV P KW η?===?电机 总 3、确定电动机转速 计算滚筒工作转速: 601000601000 1.263.69/min 360V r D ηππ???===?滚筒 按《机械设计》教材推荐的传动比合理范围,取一级蜗杆减速器 传动比范围580i = 减速器,则总传动比合理范围为I 总=5~80。故电动机转速的可选范围为: (5~80)63.69318.45~5095.2/min n i n r =?=?=总电动机滚筒。符合这一范围的同步转速有750、1000、1500和3000r/min 。 根据容量和转速,由有关手册查出有四种适用的电动机型号,因此有四种传动比方案,综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第4方案比较适合,则选n=3000r/min 。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y132S1-2。 其主要性能:额定功率5.5KW ;满载转速2920r/min ;额定转矩2.2。 四、计算总传动比及分配各级的传动比 1、总传动比 2920 45.8563.69 n i n = = =电动机总滚筒 五、动力学参数计算 1、计算各轴转速 002920/min 2920/min 2920 63.69/min 45.85 63.6963.69/min 1 n n r n n r n n r i n n r i I I II II III ====== == ==电动机减速器 2、计算各轴的功率 P 0=P 电机 =4.38 KW P Ⅰ=P 0×η联=4.336KW P Ⅱ=P Ⅰ×η轴承×η蜗杆=3.09KW 4.38P KW =电机 63.69/min n r =滚筒 860~ 10320/min n r =电动机 电动机型号: Y132S1-2 45.85i =总 02920/min 2920/min 63.69/min 63.69/min n r n r n r n r I II III ==== P 0=4.38KW P I =4.336KW P II =3.09KW P III =3.03KW

可变截面涡轮增压工作原理

从原理上看,柴油机的VGT技术和保时捷的VTG并没有本质的区别,基本的原理和结构都是相似的。下面,我们就通过保时捷的VTG技术来了解一下可变截面涡轮增压器的工作原理。 图中涡轮外围的红色叶片就是导流叶片 一般的涡轮并没有导流叶片的结构

VGT技术的核心部分就是可调涡流截面的导流叶片,从图上我们可以看到,涡轮的外侧增加了一环可由电子系统控制角度的导流叶片,导流叶片的相对位置是固定的,但是叶片角度可以调整,在系统工作时,废气会顺着导流叶片送至涡轮叶片上,通过调整叶片角度,控制流过涡轮叶片的气体的流量和流速,从而控制涡轮的转速。当发动机低转速排气压力较低的时候,导流叶片打开的角度较小。根据流体力学原理,此时导入涡轮处的空气流速就会加快,增大涡轮处的压强,从而可以更容易推动涡轮转动,从而有效减轻涡轮迟滞的现象,也改善了发动机低转速时的响应时间和加速能力。而在随着转速的提升和排气压力的增加,叶片也逐渐增大打开的角度,在全负荷状态下,叶片则保持全开的状态,减小了排气背压,从而达到一般大涡轮的增压效果。此外,由于改变叶片角度能够对涡轮的转速进行有效控制,这也就实现对涡轮的过载保护,因此使用了VGT技术的涡轮增压器都不需要设置排气泄压阀。 需要指出的是,VGT可变截面涡轮增压器只能通过改变排气入口的横切面积改变涡轮的特性,但是涡轮的尺寸大小并不会发生变化。如果从涡轮A/R值去理解的话,可变截面涡轮的原理会更加直观。 也有的厂商将这项技术成为VNT,比如沃尔沃和奥迪,它们在本质上是一样的 A/R值是涡轮增压器的一项重要指标,用以表达涡轮的特性,在改装市场的涡轮增压器销售册上也常有标明。A表示Aera区域,指的是涡轮排气侧入口处最窄的横切面积(也就是可变截面涡轮技术中的“截面”),R(Radius)则是代表半径意思,指的是入口处最窄的横切面积的中心点到涡轮本体中心点的距离,而两者的比例就是A/R值。相对而言,压气端叶轮受A/R值的影响并不大,不过A/R值却对排气端涡轮有着十分重要的意义。

Ansys一款涡轮增压器热机疲劳分析及试验验证

一款涡轮增压器热机疲劳分析及试验验证 [秦承军,吴书朋,王海滨, Liang, Erwin] [霍尼韦尔综合科技有限公司交通运输部门,201203] [ 摘要 ] 车用涡轮增压器可以提高发动机输出功率和扭矩,提高车辆低速响应特性,提升燃油经济性,帮助发动机设计轻量化,满足排放标准而成为当前汽车市场的热点。其原理简单,但是处于瞬态高 温工作环境下,加上低成本的材料要求使其工作在接近材料极限温度的条件下,其力学行为和强 度评估非常复杂。霍尼韦尔增压器业务结构强度部门根据工程需要开发的高温热-机械疲劳评估 模型和方法可以有效解决增压器的强度失效问题。本文针对一款车用柴油涡轮增压器旁通阀口在 发动机上的耐久性试验中的开裂问题,运用该模型和方法,结合工程经验,找出失效原因,提出 了解决方案,实物试验验证了该解决方案的有效性。 [ 关键词 ]霍尼韦尔,涡轮增压器,热应力,失效,热-机械疲劳(TMF) TMF Life Evaluation and Validating by Testing for one Turbocharger [Qin, Chengjun; Wu, Shupeng; Wang, Haibing; Liang, Erwin] [Honeywell HTSC-TS, 201203] [ Abstract ] The turbocharger is a hot spot in automotive industry since it enhance the engine power and torque without any emission tradeoff; It improve vehicle low speed response and fuel economy; And it get engine smaller and lighter. Though, turbocharger working principle isn't complicated. It is not easy to know clearly its structure mechanics behaviors, strength and life evaluation due to the very high temperature operation condition with possible cheapest material selection. Honeywell Turbo Technology developed serials modeling and methodology to solve the engineering issue. It includes the gas flow and thermal boundary condition for turbine housing, Chaboche model parameter for TMF (thermo-mechanical fatigue) life evaluation, etc. This paper introduce a practice using these modeling and methodology to solve successfully a waste gate crack issue occurred in one diesel turbocharger endurance test on engine. [ Keyword ] Honeywell, Turbocharger, thermal stress, failure, thermo-mechanical fatigue (TMF).

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