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叶尖间隙对微涡轮叶栅内流影响机理与叶尖逆向涡控研究

(1)将新型非接触式压敏涂料测压技术应用在毫米尺度流场领域,自主研制该测压系统的部分子系统,包括设计基于LED阵列的激发光源系统、加装显微放大系统、喷涂及热处理设备;设计了压敏涂料测压技术的标定系统并完成典型压敏涂料的标定实验;建立了一套完整的适用于毫米尺度流场领域的压敏涂料测压系统,应用该测压系统研究了毫米尺度微涡轮叶栅低雷诺数及叶尖间隙对吸力面压力的影响。压敏涂料测压技术对不同叶尖间隙吸力面的测量结果表明5%叶尖间隙吸力面压力分布与10%、15%叶尖间隙吸力面压力分布明显不同,在吸力面后部靠近叶顶处出现高压力区域,与其他间隙时泄漏形成的低压区现象相反。

(2)以数值模拟和实验测量相结合的方法研究了毫米尺度微涡轮叶栅低雷诺数流动特征,揭示了微叶栅通道主要二次流的形成、发展及其相互作用;毫米尺度叶栅低雷诺数时通道涡中心总压损失明显高于常规尺度叶栅,通道涡沿程在栅距方向的影响范围明显增加;在10%轴向弦长之后毫米尺度微叶栅拟S3截面平均总压损失大于常规尺度叶栅,且60%轴向弦长之后平均总压损失急剧上升,远超常规尺度叶栅。(4)电容传感器长电缆引入的大空载电容,影响测量灵敏度和精度,设计了混频下变频电路,用于增大调频信号的相对频偏,以提高测量系统的灵敏度。

(3)研究了叶尖间隙对毫米尺度微涡轮叶栅流场的影响及其影响机理,发现叶尖间隙内叶片前部气流在吸力面出口已掺混均匀,而在叶片后部速度没有完全掺混,出口为混合速度层;随着叶尖间隙增大,叶尖泄漏流量成比例增加,叶片受到的周向载荷减小,M1=0.1时,叶尖间隙每增加1%,叶尖泄漏流量平均增加17.5%,周向载荷平均降低2%。压敏涂料测压技术对不同叶尖间隙吸力面的测量结果表明5%叶尖间隙吸力面压力分布与10%、15%叶尖间隙吸力面压力分布明显不同,在吸力面后部靠近叶顶处出现高压力区域,与其他间隙时泄漏形成的低压区现象相反。改变射流喷气角度时,90度射流孔气动效率很高、泄漏流量和总压损失系数小,但随着射流角度增加,叶尖气膜冷效降低,即射流的冷效效果变差。

轴承的测量轴承游隙测量的方法

轴承游隙的测量

轴承游隙测量的方法主要有仪器测量法、简单测量法及塞尺测量法。

塞尺测量法在现场使用广泛，适用于大型和特大型圆柱滚子轴承径向游隙的测量，将轴承立起或平放测量，若有争议时以轴承平放时的测值为准。

轴承的径向游隙测值和径向游隙测值的确定方法：用塞尺片沿滚子和滚道圆周间测量时，转动套圈和滚子保持架组件一周，在连续三个滚子上能通过的塞尺片的厚度为径向游隙测值。

旋转叶片叶尖与机匣间的间隙是影响航空发动机、汽轮机、烟气轮机、鼓风机等重大装备安全工作性能、能量转换效率的重要参数。叶尖间隙的动态、在线测量是大型旋转机械实现健康监测、故障诊断、主动间隙控制的关键技术和制约瓶颈之一。本文通过对苛刻工业现场环境下叶尖间隙测量的特殊应用技术需求进行分析,提出了一种基于大频差双频激光的叶尖间隙测量新方法。主要针对变速下同步振动、恒速下同步振动以及恒速下异步振动三种情况分别提出了三种不同的振动参数辨识方法,并获得国家发明***两项。

从某种程度上讲，试验数据就是发动机试验的输出，是试验验证和设计改进的依据。例如，航空发动机转子叶片径向间隙控制是改善发动机气动性能、提高发动机效率的非常重要的环节。据统计：叶尖间隙每增加叶片长度的1%，效率约降低1.5%；设计了磁电式的霍耳转速同步传感器，在模拟实验和现场实验中，该传感器工作正常，保证了转速同步信号的有效输出。而效率每降低1%，耗油率约增加2%。叶尖间隙测量范围约为0.3～3.0mm，所以毫米级的偏差极可能导致性能分析谬以千里。同时，准确可信的试验数据也是构建数据模型，推进航空发动机虚拟的坚实保障。

数控机床各进给轴的反向间隙进行测量和补偿

机床在出厂前已仔细的测量了进给系统中的间隙值，并进行了补偿。随着数控机床使用时间的增长，反向间隙还会因为运动副的磨损而逐渐增加，所以需要定期对数控机床各进给轴的反向间隙进行测量和补偿。

当在数控系统中进行反向间隙补偿后，数控系统在控制进给轴反向运动时，自动先让该进给轴反向运动，然后再按编程指令进行运动。即数控系统会控制伺服电机多走一段距离，这段距离等于反向补偿值，从而补偿反向间隙。

在不同的速度下测得的反向间隙是不同的，一般低速时的反向间隙值比高速时的反向间隙值在，尤其是在进给轴负荷较大，运动阻力较大时。所以有的数控系统就提供了低速G01和高速G00两种补偿值。