簡介
西安交通大學葉輪機械研究所是能源與動力工程學院、動力機械及工程系下屬教學與科研機構。本研究所前身渦輪機教研室創建於1952年,是我國高等院校中最早成立的動力機械專業,現為“熱能與動力工程及自動化” 大類專業的模組之一。渦輪教研室首屆本科生於1956年畢業,1957年教研室隨校西遷西安,建立了新的渦輪機實驗室,專業得到了進一步發展。1959年開始招收研究生;1981年成為我國首批碩士學位授予單位, 1984年被批准為博士學位授予單位,並成為“動力工程及工程熱物理”一級學科博士後流動站成員單位,使研究生教育和人才培養進入了一個新的階段。1998年與內燃機博士點合併成為“動力機械及工程”二級學科,是校 “21 工程 ”一期和二期重點建設的學科之一,也是校“行動計畫”實施平台建設的學科之一。2002年1月被評為全國重點學科。2007年再次被確認為國家重點學科。
葉輪機械研究所的研究方向主要是葉輪機械氣動熱力學及現代最佳化設計;葉輪機械兩相流動與控制技術;葉輪機械結構強度與轉子動力學;葉輪機械自動控制與故障診斷技術;微型燃氣輪機及分散式供能系統;流體激振和複雜繞流機理及其測試技術;新型動力循環關鍵技術;燃氣輪機透平熱流固耦合分析技術;風力透平技術和生物力學技術。
目前承擔國家863項目:2項;國家973計畫課題3項;國家自然科學基金重點和面上項目:6項;橫向項目20餘項。先後獲得國家發明專利10餘項;獲國家級科研和教學獎3項;省部級科研與教學獎 6 項。
半個多世紀以來,通過許多國內外知名專家、學者的不懈努力和辛勤辦學,葉輪機械研究所已成為我國培養熱力葉輪機械高級專門人才的重要基地之一。至今為止共為國家培養本專科生2700多名、碩士188名、博士38名。畢生生一直深受用人單位歡迎,培養出人才的素質獲得了企事業單位以及研究所的高度評價。許多畢業生在我國國民經濟的各條戰線以及世界科學技術領域上取得了顯著成績和優異成果,湧現出了一大批包括院士、“長江學者”、“百人計畫”等優秀學術人才以及省部級領導、企業廠長和總工程師在內的高級管理者。
葉輪機械研究所現有教職工 16 人,其中教授 6 人(含博導 5 人),研究員 1 人,副教授 3 人,高工 1 人,講師 3 人,技術工人 2 人;中外博士學位獲得者 9 人;另外聘有兩院院士 4 人為兼職教授。目前在讀博士和碩士研究生 50 名,每年可招收碩士研究生 20 餘人、博士研究生 10 餘人。
本研究所具有良好的試驗基礎條件:擁有 1400m2的實驗室,進行超音速試驗的高壓空氣氣源量:5880Nm3/h.和亞音速氣源量4800Nm3/h.,同時進行蒸汽或濕蒸汽試驗用的汽源:4t/h.(蒸汽參數:1.3MPa,350℃)。作為各項研究的試驗基地,研究所目前建有葉輪機械氣動、強度振動測試試驗平台:亞音速葉柵風洞、平面葉柵吹風試驗台、環形葉柵吹風試驗台、濕蒸汽風洞,為各種單相和多相流動以及換熱特性研究提供平穩氣源。
還建有多套教學和專題研究的試驗測試系統,其中有三台Westinghouse 製造的冷凝式和背壓式蒸汽透平實驗系統:62.5kW冷凝式蒸汽透平裝置運行操作實驗系統、多級冷凝式蒸汽透平級變工況特性實驗系統和背壓式蒸汽透平調節系統靜態和動態特性實驗系統。模擬濕蒸汽級去濕和水膜流動機理研究的試驗系統、煙氣透平和風機葉片磨損特性研究的平面葉柵氣固兩相流試驗系統、轉盤式蒸汽透平葉片材料防水蝕研究的試驗系統、轉子扭振試驗台、動葉片振動特性遙測系統、空氣透平試驗台、徑流式透平試驗台、燃氣輪機裝置實驗系統(18kW、35000轉/分)。
近年來,圍繞著各種先進新型動力循環關鍵技術問題研究而新建的試驗系統有:
分散式發電技術研究的徑流式高速微型燃氣輪機透平性能(200馬力、50000轉/分)及表面式回熱器試驗系統和C30微燃機熱電冷聯供系統;超超臨界發電關鍵技術研究的跨音速高溫氣固兩相流動試驗平台和葉片材料抗固體顆粒沖蝕磨損的性能加速試驗測試系統,(本系統還可作為核電和火電濕蒸汽級葉片材料抗高速水滴沖蝕特性的試驗測試系統)、超超臨界及其它蒸汽參數汽輪機調節閥工作性能試驗測試系統;葉柵通道內濕蒸汽兩相流動特性的試驗系統、套用於IGCC循環的高溫氣氛下分離微細煤粒的陶瓷過濾元件工作特性試驗系統。
正在建設的新專題試驗系統有:
模擬流體激發管束振動機理和複雜繞流漩渦特性試驗系統;一級半空氣透平試驗台、顱內三維Willis環血液脈動流動特性試驗台;重型燃氣輪機拉桿轉子扭轉和彎曲振動試驗台;超音速氣流加速水滴試驗台;微型複合品質熱源有機工質回熱發電系統;射流與超音速氣流干擾試驗台。
通過211和985建設,本研究所擁有一批先進的試驗測試設備和多種參數的高性能感測器和變送器: 三維粒子速度場(PIV)儀(德國Lavision公司產3D-Flow Master-stereoscopic System),同時新擴展測試功能:微尺度、間隙、近壁區流場和瞬態粒子尺寸及其分布規律與非定常流場測量、高速水力測功器(50000rpm,200hp美國KNHA公司產401-013),16通道攜帶型高精度動態數據採集系統數據採集系統(美國Nicolet公司Vision XP)和動態實時信號分析系統(美國LDS公司的FOCUS-II:含動態轉速測試和信號發生功能)、最新添置非接觸雷射測振儀(德國Polytec公司OFV-505/5000)和16通道靜動態應變儀及其數據採集系統(國產:SDY2102和SDY2400)。液滴和顆粒尺寸雷射分析儀(英國Malvern 公司產2600系列)、高速攝影機及其膠片數據分析系統 (日本NAC公司 E-10 型 ) 。此外,本研究所還具有多套大型商業軟體:CFX、NUMECA、ANSYS、Fluent; 3.4G以上計算機 70 余台、圖形工作站1台、並行計算機3套。