tip clearance是什麼意思，tip clearance的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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專業解析

Tip Clearance（葉尖間隙） 是機械工程領域，尤其是渦輪機械（如燃氣輪機、航空發動機、壓縮機、渦輪機）中的一個關鍵設計參數。它指的是旋轉葉片（轉子葉片）的葉尖（最外緣）與靜止部件（如機匣或定子環）内壁之間的最小徑向距離。

詳細解釋：

1. 定義與作用：

   • Tip Clearance 本質上是旋轉部件與靜止殼體之間預留的物理間隙。其主要目的是防止葉片在高速旋轉、熱膨脹或輕微振動時與機匣發生摩擦、碰撞，從而避免災難性的機械故障和損壞。
   • 這個間隙是動态的，會隨着發動機的工作狀态（如轉速、溫度、負載）而變化。設計時需要綜合考慮冷态（靜止、常溫）間隙和熱态（工作狀态）間隙。

2. 關鍵影響因素：

   • 熱膨脹差異：渦輪機械工作時，金屬部件受熱膨脹。由于轉子（含葉片）和靜子（機匣）的材料、溫度分布和約束條件不同，它們的膨脹量也不同。葉尖間隙必須能容納這種差異，避免熱态下間隙過小甚至消失。
   • 離心力：高速旋轉産生的離心力會使葉片徑向拉伸（葉尖外移），導緻間隙減小。
   • 機械變形與振動：氣動力、轉子動力學行為（如臨界轉速、不平衡響應）會導緻轉子和靜子發生變形和振動，影響間隙大小。
   • 制造公差與裝配精度：零件的加工精度和裝配質量直接影響初始冷态間隙的大小和均勻性。

3. 重要性（為何需要精确控制）：

   • 效率：葉尖間隙對渦輪機械的效率（尤其是壓氣機和渦輪的效率）有極其顯著的影響。過大的間隙會導緻高壓工質（氣體）從葉片葉尖處洩漏，繞過葉片做功區域（稱為“葉尖洩漏流”）。這種洩漏流：
     • 降低做功能力：減少了推動渦輪葉片或壓縮氣體的有效流量和能量轉換。
     • 産生損失：洩漏流與主流的相互作用會産生複雜的渦系和摻混損失，消耗能量。
     • 影響穩定性：可能誘發流動不穩定，甚至引發喘振或旋轉失速。
   • 氣動性能：葉尖洩漏流會顯著改變葉片通道内的流場結構、壓力分布和載荷分布，影響整體的氣動性能。
   • 安全性與可靠性：如前所述，間隙過小會導緻葉尖與機匣摩擦（“碰磨”），産生高溫、火花，嚴重時導緻葉片斷裂、機匣損壞甚至發動機失效。精确控制間隙是保證運行安全的關鍵。
   • 噪聲：葉尖洩漏流及其與主流的相互作用也是渦輪機械（尤其是飛機發動機）噪聲的重要來源之一。
   • 排放：對燃燒室出口流場的影響可能間接影響排放性能。

4. 測量與控制技術：

   • 精确測量運行中的葉尖間隙極具挑戰性。常用技術包括電容式傳感器、電渦流傳感器、光纖傳感器和微波傳感器等。
   • 現代發動機采用主動間隙控制（Active Clearance Control, ACC） 系統。通常通過向機匣外環腔引入冷卻或加熱空氣，主動調節機匣的溫度和熱變形，從而在飛行包線内優化葉尖間隙，以兼顧起飛（大推力需要小間隙）和巡航（高效率需要小間隙）等不同工況的需求。

權威參考來源：

1. NASA Glenn Research Center - Turbine Engines: NASA 在其關于渦輪發動機基礎知識的科普頁面中，會涉及葉尖間隙及其對效率影響的基本概念。這是航空推進領域最權威的機構之一。來源： NASA Glenn Research Center (https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/turbine.html) [注：此為NASA基礎科普頁面，具體子頁面可能深入讨論間隙]
2. ASME (American Society of Mechanical Engineers) Publications: ASME 旗下的《Journal of Turbomachinery》等頂級期刊發表了大量關于葉尖洩漏流動、間隙影響、測量技術和主動控制的研究論文，代表了該領域最前沿的工程科學知識。來源： ASME Digital Collection (https://asmedigitalcollection.asme.org/turbomachinery)
3. Rolls-Royce - The Jet Engine: 這本由著名航空發動機制造商羅爾斯·羅伊斯出版的經典教材，在其介紹燃氣輪機原理和設計的章節中，必然會詳細讨論葉尖間隙的重要性、影響及控制方法，具有極高的工程實踐權威性。來源： Rolls-Royce plc, “The Jet Engine” (Technical Publication).
4. Gas Turbine Theory (Saravanamuttoo, Rogers, Cohen, Straznicky): 這是一本廣泛使用的燃氣輪機理論教材。書中在讨論壓氣機和渦輪的性能、損失模型時，會深入分析葉尖間隙洩漏的機理及其對效率和穩定性的定量影響。來源： Saravanamuttoo, H.I.H., et al., “Gas Turbine Theory” (Academic Textbook).
5. AIAA (American Institute of Aeronautics and Astronautics) Papers: AIAA 的期刊和會議論文集中包含大量關于葉尖間隙流體力學、氣動聲學及先進控制策略的研究，尤其在航空推進領域具有重要影響力。來源： AIAA Journal / AIAA Scitech Forum Proceedings (https://arc.aiaa.org/)

網絡擴展資料

“Tip clearance”是一個工程領域術語，通常指機械部件尖端與相鄰結構之間的間隙。以下是詳細解釋：

1. 詞義分解

   • Tip（尖端）：指物體的最末端或突出部分，如渦輪葉片尖端、齒輪齒頂等。
   • Clearance（間隙）：表示兩個物體之間的空隙或淨空距離，例如機械部件預留的防碰撞空間。

2. 專業領域應用
   常見于渦輪機械（如航空發動機、汽輪機），指葉片尖端與機匣内壁之間的間隙。例如，提到的“tip clearance leakage flow”即由該間隙導緻的流體洩漏現象。這一設計參數直接影響設備效率和能量損耗。

3. 公式表達
   葉尖間隙的典型計算公式為：
   $$
   text{Tip Clearance} = R{text{casing}} - R{text{blade tip}}
   $$
   其中，$R{text{casing}}$為機匣半徑，$R{text{blade tip}}$為葉片尖端半徑。

4. 重要性
   間隙過大會增加洩漏流，降低效率；間隙過小則可能引發摩擦或振動。因此需通過精密制造和熱膨脹計算優化（綜合、3、5信息）。

如需進一步了解具體工程案例，可參考提到的“間隙洩漏流動”研究。

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