除湿槽对涡轮叶栅非平衡凝结流动的影响

为准确模拟汽轮机末级长叶片湿蒸汽流场,基于双流体模型开发了汽液两相非平衡凝结流动计算方法,对表面开设除湿槽的某汽轮机末级叶片进行数值研究,分析涡轮叶栅内不同除湿槽结构对非平衡凝结流动的影响及作用特点．结果表明,在叶片表面吸力面开设的除湿槽能有效降低叶栅喉部水滴成核率,从而降低相变引起的非平衡凝结损失,使叶栅出口的较大直径水滴数目显著减少;具有较大的来流进口宽度和引流结构的除湿槽结构,有利于提高湿蒸汽级长叶片表面的水膜抽吸效果．     

汽轮机静叶栅二次流损失的数值研究

基于有限元有限体积法和全隐式多网格耦合算法,对某汽轮机高压级有一定扭曲度的静叶栅流场进行了三维稳态数值模拟,分析计算了叶栅通道内上下端壁二次流发展的特点及叶栅的气动特性。计算结果表明,叶栅端壁二次流损失与叶型型面及上下端壁面的汽流情况有密切关系。同时揭示了叶栅通道内的涡系演变特点,发现在流道尾部二次流强度发展迅速,在靠近背弧上下端部附近形成两个明显漩涡区,进而引起总压损失系数和出口汽流角沿叶高方向产生明显变化,这对存在一定扭曲度叶栅的气动特性研究及设计有一定的指导意义。     

汽轮机中蒸汽湿度测量方法的研究现状

总结了汽轮机内流动湿蒸汽湿度测量的研究状况,分析比较了目前用于汽轮机内蒸汽湿度测量的两类方法——热力学法和光学法中的主要测量方法及装置。指出这两类方法用于汽轮机内流动蒸汽湿度在线测量都有其局限性。基于在相同温度压力下,水和蒸汽的介电系数不同,则其对微波的衰减程度也就不同这一特性,对采用微波进行蒸汽湿度测量的方法及原理进行了分析。     

某船用汽轮机高压级改型设计及静叶试验

为提高汽轮机高压级流动效率,对某船用高压汽轮机末三级进行了静叶及子午流道改型设计,通过改变叶栅的气动负荷分布以及子午流道形状来实现机组性能的改善.应用全三维粘性数值模拟分析了改型前后机组性能的变化以及流场的特点.对比数值模拟结果可以发现,改型设计不仅消除了静叶外端壁附面层的分离,同时使得各列静叶吸力面最低压力点后移,从而有效地降低了叶栅二次流损失.最后对改型前后的静叶进行了平面叶栅气动性能试验,试验结果表明改进后的叶型不仅缩短了吸力面出口逆压梯度段的长度,还有效地提高了叶栅攻角适应能力.     

超超临界汽轮机中压转子冷却效果分析

为了评价超超临界汽轮机中压转子的冷却效果及其对主蒸汽流动性能的影响,以600MW超超临界汽轮机中压缸为计算模型,采用气热偶合数值模拟方法对中压转子的蒸汽冷却进行了研究.计算结果表明,在所研究的冷却结构与冷却蒸汽初参数下,叶根最高与最低温度分别下降19K与95K,中压转子得到了充分冷却.冷却蒸汽增大了动叶温度分布的不均匀性,导致热应力上升.因此有冷却的动叶热应力校核应该是一个重点考虑的问题.     

压气机叶栅非定常分离流动的模态分解方法对比研究

以某高负荷压气机叶栅为研究对象,应用模态分解方法研究叶栅附面层分离所产生的旋涡结构形式和波动频率特征,获得了叶栅非定常流动的主导模态和动态行为,探讨了3种模态分解方法(本征正交分解(POD)、动态模态分解(DMD)和谱本征正交分解(SPOD))在叶栅流动特征识别的差异性。研究结果表明:①POD方法准确提取叶栅分离流动主要空间结构,但模态系数存在多频率耦合问题,导致对于叶栅流动的主导模态特征无法清晰识别;②标准DMD方法可以获得叶栅流动时空单频模态,及其增长率和频率,但是该方法捕捉到流场大衰减率的大振幅次优模态,未能获得高频相干结构,导致无法用有限的模态数得到主导特征;③基于谱特征的SPOD方法能够获得时空单频模态,且不存在模态筛选问题,谱估计方法的使用降低了对数值噪声的敏感性,同时该方法获得了叶栅流动的低秩行为,有助于增强对叶栅流动机理的理解。因此,对高负荷压气机叶栅分离流动进行模态分析时,SPOD方法更具优势。     

绘图机在汽轮机原理上的若干应用

从汽轮机原理的角度,讨论利用 IFC 公式及绘图机绘制饱和线、等压线。等温线、等干度线以及热力过程线以表示蒸汽在汽轮机内的流动过程。     

某型汽轮机调节级气动特性数值研究

对采用寇蒂斯级设计思想、具有局部进气的汽轮机复速级进行了三维整级数值模拟,分析了设计工况下该复速级的流动特点.计算结果表明,气流流出复速级喷嘴后,每个喷嘴组边界流体的散射作用不强烈,在边界上基本只影响了附近的一个叶栅流道,流动的主体方向沿着轴向进行;当级的压比较大,流动达到超音速时,每个喷嘴组出口流动沿周向的不均匀性非常严重,交替出现尾迹低速区和主流低压区,使喷嘴区域内处于不同位置的动叶片受力状态发生较大变化;超音速喷嘴出现的过膨胀低压区,压力在整个级内是最低的,会加剧动叶流道的非定常流动效应.     

高负荷氦气压气机矩形叶栅流动分离特性

针对高负荷氦气压气机叶栅流动分离问题,以某高负荷氦气矩形叶栅为研究对象,采用SST湍流模型加γ-Reθ转捩模型进行了数值模拟。分析了不同负荷、弯角及弯高的高负荷氦气压气机矩形叶栅的流动分离结构和特性。研究结果表明,马蹄涡压力面分支是矩形叶栅角区集中脱落涡和壁角涡形成的主要原因;随着攻角和负荷的增加,叶栅吸力面的分离形式由开式分离向闭式分离转化;而采用恰当的弯高和弯角可以有效抑制流动分离,改善高负荷氦气压气机端部流动状况,减小流动损失。     

叶片周向弯曲角度对扩压叶栅气动性能的影响

为了改善扩压叶栅气动性能,采用拟压缩性方法对不同周向弯曲角度的正弯曲叶片压气机叶栅内三维粘性流场进行了数值模拟.结果表明,随着弯曲角度的增加,端部流动状况逐渐得到改善,叶栅中部流动损失逐渐增加.正弯20°时可基本控制端部扩压因子至0.6以下.叶片弯曲角度的选择应以能满足设定目标的最小角度为最佳,过大的角度将会导致动静叶间匹配困难和较大的吸力面尾缘回流区     

蒸汽轮机末级应用海豚型静叶的数值仿真

分别对海豚型叶型和常规设计的蒸汽轮机叶型进行了一级全三维气液两相数值计算,对比发现所设计的海豚型叶型在改善常规叶型流场的气动性能、提高汽轮机轮周效率的同时,可以提高流道内叶片段区域的湿蒸汽干度,改善流道内湿蒸汽的分布。海豚型叶型具有短的扩压段,使激波和附面层干扰区域具有更强的防汽流脱落能力,这样可减少此区域内水膜被高速汽流急剧撕裂成二次水滴的可能。海豚型叶型通道内湿蒸汽湿度沿叶高的分布特点有利于在叶片上表面开设除湿槽,进行高效除湿。     

计算转子中心孔表面瞬态应力的新方法

本文利用传热学及弹性力学基本理论,推导了转子叶轮下侧中心孔处温度及机械合成应力的解析表达式。通过和有限元计算结果进行比较,两者吻合较好。为确定转子内孔应力分布和估算疲劳寿命提供了一种简单准确的方法。     

新型的汽轮机后加载叶型的研究

与传统的汽轮机叶片负荷分布采用沿流向均匀分布规律,或最大气动负荷与位于叶片前缘的前部加载分布规律所不同的是,具有后部加载叶型的透平叶片,其最大气动负荷位置明显向下游方向移动。这种负荷分布形式使得具有后部加载叶型的叶片具有良好的攻角适应性,以及降低二次流损失的特点。     

变海水温度下舰用汽轮机组的环境适应性分析

鉴于舰用主汽轮机组的工作特性,指出了舰用主汽轮机组装置特有的环境适应性概念与度量的特殊性,以舰用主汽轮机组的耗汽率、功率、安全性、航速等性能为评价指标,基于MATLAB/Simulink模型,探讨在海水温度变化情况下,舰用主汽轮机组的环境适应性。该研究成果对制定合理的战术具有重要的指导意义。     

水平轴风力机叶轮流场的数值模拟

利用GAMB IT建模软件对某大型水平轴风力机进行了整机建模,采用计算流体力学软件FLUENT对风力机整机的流场进行了数值模拟,给出了水平轴风力机流场数值模拟的原理和一般性步骤,得到了风力机流场的压力分布、速度分布,以及叶片截面的流动分离情况等结果.对风力机流场的数值模拟和分析可为风力机叶片的设计、改型和研发工作提供一定的指导.     

基于ANSYS的汽轮机低负荷工况相对胀差分析

研究汽轮机变工况,是机组轴系方案的选定、运转线选择及调节系统设计的依据。根据汽轮机转子及汽缸的几何模型的特点建立了转子及汽缸的有限元模型。利用数值分析的边界条件,运用ANSYS有限元分析软件,对汽轮机转子及汽缸空负荷工况下,不同排气温度时的相对胀差进行了数值模拟。将部分模拟值与实测值进行对比,发现相对胀差的计算值与实测值的误差在排汽温度为47,63,90℃时,分别为5.2%,0.74%,4.7%,发现该数值模拟可靠。进而,可以通过ANSYS模拟其他变工况的特性,向用户及运行部门提供机组特性曲线,使之熟悉机组的变工况特性。为合理地控制胀差提供了指导,并对优化设计提供了理论依据。     

大型汽轮机油涡轮参数化设计模型与特征属性

润滑油系统是保证汽轮发电机组正常运行的重要组成部分,而油涡轮则是600 MW及其以上大容量机组润滑油系统的核心部件,目前国内大多采用技术图纸引进方式进行制造,而对其内部流动机理与设计方法研究较少.在分析油涡轮部件的基本结构与工作原理的基础上,通过借鉴径流式与冲动式涡轮的设计理论,提出了基于速度三角形与冲量定理建立的油涡轮基本原理模型、特征方程以及关键影响因素,利用经过精度验证的水力性能数值试验模型验证了其正确性,并以此为基础,建立了油涡轮的参数化设计模型,找出了油涡轮的固有属性,为油涡轮的设计提供了相关设计准则.     

火电机组小汽机跳闸原因分析与处理

针对某厂600MW超临界机组B小机跳闸事件进行了原因分析,确定了A小机LVDT连杆连接件脱开造成A小机转速、流量增加,导致B小机最小流量保护动作造成跳闸,并制定了相应的防范措施。     

基于模糊聚类分析的汽轮机振动故障自动诊断研究

通过分析汽轮机振动故障诊断所面临的不确定性等问题,引用模糊理论中隶属度的概念来描述机组振动故障存在的倾向性,采用模糊C均值聚类方法分析机组振动的原因。通过实例检验表明,理论计算与现场检查结果相符,该方法具有良好的实际应用前景,为汽轮机组状态监测及故障自动诊断提供了一种新途径。