中科院工程热物理研究所燃气轮机实验室介绍

研究领域

　　以燃机/航机技术研发为主线，发挥实验室在气动热力学、传热传质学、燃烧学及固体力学学科方面的综合优势，进行燃机/航机的基础研究、关键技术研发及系统集成创新。

研究方向

1.叶轮机械的气动设计

　　研究高负荷高效率宽裕度风扇/压气机技术、组合压气机设计技术；研究压气机、涡轮气动热力设计技术及气动及结构匹配技术；研究超紧凑压气机/涡轮过渡段内部复杂流动机理及控制技术。

2.燃烧室设计及先进燃烧技术研究

　　研究燃机/航机燃烧室的设计技术；研究燃烧污染物的生成原理及排放控制技术；研究合成气、生物质燃料、煤层气、填埋气、沼气、化工尾气等新型燃料的燃气轮机燃烧应用技术。

3.涡轮冷却技术及流热固耦合基础研究

　　研究透平冷却叶片流-热、流-固耦合计算方法及设计技术；研究叶片热疲劳问题、载荷对动静叶片传热和气动特性的影响机理；研究综合考虑气动、冷却、可靠性的透平冷却设计技术。

4.轻、小型燃气轮机结构设计及系统集成

　　研究先进轻、小型燃机/航机核心部件及整机设计技术；研究结构系统设计及故障诊断与系统集成；研究基于多物理场耦合的结构稳定性及疲劳寿命；研究转子稳定性及其非线性动力学及其应用技术。

机构及人员组成

　　本实验室共有研究员7人（百人计划2人），副研/高工13人；在站博士后9人；在读研究生共有76人，其中博士研究生41人；项目聘用人员11人，其中研究员6人。

2011年项目情况

　　实验室2011年新增项目16项，新增项目中工信部项目1项，预研探索项目1项，自然科学基金项目4项，院方向性课题纵向项目5项，企业委托项目5项。

2011年主要成果与工作进展

1．陆海用燃气轮机

　　国家和中科院重点支持项目的研究工作进展顺利。作为主要设计单位参加的“十一五”863重点课题“100千瓦级微型燃气轮机研制”进展顺利，氮氧化物排放达到9ppm，并于本年度首次点火成功并达到额定工作转速，标志我国首台具有自主知识产权的100千瓦微型燃气轮机研制取得重大突破。国家“十一五”863重点项目“1MW级微型燃气轮机及其供能系统研制”两个子课题基本完成研究内容，“1MW级微型燃气轮机研制”子课题完成了结构参考样机的消化吸收、压气机优化设计、滑油散热器的分析和功率放大燃气轮机的总体设计，目前正在进行功率放大燃气轮机的部件设计；“QD11燃气轮机离心级设计及组合压气机性能校核”子课题，完成了离心压气机和低污染燃烧室的设计、试验器设计及加工，试验台的建设和调试，正在进行压气机试验。中科院仪器设备功能开发技术创新项目“基于100KW燃气轮机试验台的加压可视化燃烧实验器研制”，完成了可视化燃烧实验器的方案设计及评审，完成了加工图及零部件的加工和订购。“十二五”863课题“适合IGCC的合成气转化与富氢气体燃烧技术”，完成了燃气轮机干式低NOx燃烧室富氢燃料喷嘴预混器的方案设计和预混器实验件的设计和加工，并申请了发明专利。

　　与工业部门和企业的合作继续深化。“15kW燃气轮机研制”项目，完成了压气机叶轮试验件的加工及试验台的升级改造；“WR230微型燃气轮机研制开发”项目在完成工程设计的基础上，正开展关键部件的试验件加工和试验准备工作；“某型燃烧室及其实验件研究与设计”等项目完成了燃烧室数值建模和设计工况的计算以及燃烧室实验件的方案和加工图设计，完成了喷嘴的方案设计和建模计算。

2．航空发动机

　　中国科学院知识创新工程重要方向项目“某小型涡扇发动机关键技术研究”项目进展顺利，同期建设的轻型动力综合试验台已进入调试阶段。

3．基础研究

　　开展了适用于压气机机匣的等离子体激励器的相关研究。进行了多级燃气透平气动优化与带肋冷却通道优化设计方法研究，开展了气膜冷却新结构实验研究等内容。开展了液雾两相燃烧的基础研究。

4．科技成果

　　全年发表论文与报告 83 篇，其中 SCI 收录 15 篇，EI收录 39 篇； 7 项发明专利获得授权，其中发明专利授权4项，实用新型专利授权3项，申请 13 项发明专利。