基于涡动角的裂纹转子模型稳定性分析

在分析现有模型局限性的基础上,考虑转子在临界转速附近复杂的涡动状态,基于涡动角构建了含横向裂纹的Jeffcott转子的动力学模型.运用Floquet稳定性理论分析了基于涡动角的裂纹转子模型运动的稳定性.结果表明:系统失稳时,倍频附近会出现不可公约的频率成分.裂纹深度、系统阻尼、裂纹方向角等系统参数对模型的运动稳定性都有较大影响,特别是裂纹方向角对稳定性的影响很复杂,偏心量对模型的稳定性影响较小.不同失稳区系统的失稳模式也不尽相同,并且随着阻尼比的变化,系统失稳模式也会发生改变.     

基于轴心轨迹形态的转子裂纹故障分析

在考虑裂纹转轴时变刚度的条件下,基于裂纹转子动力学模型提出了一种基于轴心轨迹形态的转子裂纹故障诊断方法,并对转子系统1/3和1/2临界转速附近的轴心轨迹形态变化进行了分析。结果表明:在1/3和1/2临界转速附近,裂纹转子系统轴心轨迹的内环形状和偏置方向均会随转速发生变化,且偏置按一定的角度改变;轴心轨迹的变化规律为判断转子裂纹故障提供了新的方法,从而提高了转子故障诊断的效率。     

非线性弹性转子系统碰摩的动态特性

在同时考虑轴承油膜力、转轴非线性弹性力和碰摩发生时转静件问的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上，构造了具有碰摩故障转子一轴承系统的动力学模型，对系统在运行过程中的非线性行为进行了数值仿真分析，发现在亚临界转速区，系统响应主要以周期运动为主，在半倍临界转速附近有短暂的混沌运动。在临界转速区，系统响应为周期运动，振幅相应增大。在超临界转速区，系统响应以混沌、周期分频和拟周期为主要运动形式。不同的速度影响因数对系统的响应也具有一定的影响。该结果为转子-轴承系统的故障诊断提供了一定的参考。     

汽轮机转子裂纹的时频域诊断研究

在大型旋转机械中 ,由于疲劳等因素会使转子中产生许多裂纹。通过大量的数值模拟 ,分析了包含横向裂纹时 ,汽轮机转子 Jeffcott模型的非线性动力学行为 ;对比了不同过临界转速时所采取的加速度方案和裂纹法向与不平衡质量间夹角对转子横向振动产生的不同影响 ;重点分析了裂纹转子在过临界转速时的频谱特性和最大共振峰随裂纹深度的变化规律 ;并讨论了在亚临界和超临界转速时 ,裂纹转子的时频响应特性 ;提出了 3种新的诊断转子裂纹的简便方法。图 1 1参 8     

汽轮机轩子裂纹的时频域诊断研究

在大型旋转机械中，由于疲劳等因素会使转子中产生许多裂纹。通过大量的数值模拟,分析了包含横向裂纹时，汽轮机转了Jeffcott模型的非线性动力学行为；对比了不同过临界转速时所采取的加速度方案和裂纹法向与不平衡质量间夹角对转子横向振动产生的不同影响；重点分析了裂纹转子在过临界转速时的频特性和最大共振峰随裂纹深度的深化规；并讨论了在亚临界转速时，裂纹转子的时频响应特性；提出了3种的诊断转子裂纹的简便方法。     

非线性油膜力下裂纹-碰摩故障转子动力学分析

在考虑裂纹轴时变刚度、碰摩力和非线性油膜力的基础上,建立了裂纹-碰摩双故障转子-轴承系统的非线性动力学模型,采用数值积分方法对其进行求解,结合分岔图、poincaré截面图、轴心轨迹图和最大Lyapunov指数(LLE)曲线图,从定性和定量的角度分析了无量纲裂纹深度和转速对系统响应、稳定性及碰摩力的影响.结果表明:该类转子-轴承系统出现了p-2、p-4、p-8、拟周期和混沌等丰富的非线性运动;随着无量纲裂纹深度的增加,系统首次分岔点转速提高,进入拟周期和混沌等运动的临界转速提前;在高速区间,随着无量纲裂纹深度的增加,系统响应由拟周期运动演变为混沌和多周期运动交替出现;在不同转速阶段,裂纹的加深对碰摩力的影响不同,在高速区间的影响更为明显.     

迷宫式汽封流体动力特性研究

建立了迷宫式汽封的全三维模型,采用CFD商业软件Fluent对不同工况下汽封的流场进行了计算分析,研究了转子所受的气流力与转速、进出口压力比及偏心率的关系,得到了影响转子稳定性的密封动力特性系数和涡动系数.结果表明:随着转速、进出口压力比和偏心率的增大,涡动系数也相应增大,转子的稳定性下降.     

Muszynska模型经验系数对转子系统稳定性的影响

基于Muszynska模型,推导建立密封流体激振力作用下的转子一密封系统非线性动力学方程.对运动微分方程进行数值分析,研究了该系统的分岔特性以及Muszynska模型中经验系数对系统稳定性的影响规律.分析结果表明,密封流体激振力导致的转子非线性动力学行为具有非常复杂的演化过程,其中平均周向速比常数及描述平均周向速比与转子涡动之间关系的经验系数是影响转子系统稳定性的关键因素,而其它经验系数影响均在5%以内,该结果为降低相关的实验费用提供了理论依据.     

超超临界汽轮机转子涡动对密封动力特性的影响

超超临界机组密封动力特性受转子运动影响显著，极易诱发转子失稳。以某1000MW汽轮机超高压缸迷宫密封为例建立密封转子三维模型，采用改进的涡动方程和动网格技术实现微间隙转子多频涡动，分析了不同涡动半径对密封动力特性的影响。结果表明：随着涡动半径增加，直接刚度增大，有效阻尼增大。直接阻尼随频率增加先减小至不变。低频范围内，较大涡动半径下的有效阻尼较显著低，转子容易发生失稳。     

600MW汽轮发电机组转子-轴承系统的模态分析

针对600MW汽轮发电机组转子-轴承系统,建立了系统运动方程和转子模型,采用有限元分析软件ANSYS进行模态分析,计算汽轮机转子的固有频率和临界转速,从而避免工作转速接近临界转速产生共振.最后通过临界转速和振型图分析转子的特性.     

汽轮机转子涡动汽流激振力分析与CFD数值模拟

汽轮机转子涡动时轴心偏离静子中心产生轴系失稳的Thomas/Alford汽流激振力,传统的叶顶间隙激振力公式对此不能全面准确评估。该文综合考虑转子涡动以及围带汽封二次流,在动叶通道,根据蒸汽做功分析涡动效应激振力;在叶顶围带汽封,用CFD数值模拟泄漏蒸汽三维粘性流场,确定蒸汽激振力。研究结果表明小的静偏心和动偏心条件下,转子涡动动偏心在动叶通道诱发的激振力要大于静偏心激振力;围带汽封汽流预旋速度对间隙激振力有重要影响;调门不对称进汽也是蒸汽激振力的另一个重要来源。     

防旋板高度对迷宫密封泄漏流动和转子动力特性的影响

采用基于转子多频椭圆涡动模型的Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (URANS)方程求解方法,研究了防旋板高度与第1个迷宫齿前缘高度相同时,防旋板高度对迷宫密封泄漏流动和转子动力特性系数的影响.计算分析了典型中等进口预旋条件下,无防旋板结构以及防旋板高度为1.85,3.7和...     

耦合故障对水电机组转子动力特性的影响分析

为了解多故障耦合机制下的水电机组转子运动特性,利用能量守恒的拉格朗日方程建立简化的转子动力学仿真模型,基于正交试验原理,以振动峰值为评估目标,分析了质量偏心、转子平行不对中、转子夹角不对中、转速等因素对机组转子动力特性的影响。结果表明,多故障耦合机制下,质量偏心影响权重最大,转子平行不对中和夹角不对中的权重关系与转速有关,即低速时夹角不对中影响较大,反之则相反;转速较高时,转子易发生碰摩现象。     

叶片转角对小型Savonius风机气动性能的影响

Savonius风机是一种典型的垂直轴风力发电机,通过对其进行流固耦合分析,研究叶片转角对风机气动性能的影响。利用ANSYS的CFX流体模块,流体湍流模型选择基于RANS的标准k-ε湍流模型,对风轮进行流固耦合分析,从而获得叶片产生的力矩情况,并计算了风机的功率特性。利用求解结果,得到了力矩系数与叶片转角之间的关系。分析了风机叶片在旋转一周中所产生的最大扭矩以及负扭矩所处的位置和范围。通过分析转角对风机性能的影响,可为今后的Savonius风机叶片形状优化和效率提升提供参考。     

Improved Modal Dynamics of Wind Turbines to Avoid Stall‐induced Vibrations

Stall‐induced edgewise blade vibrations have occasionally been observed on three‐bladed wind turbines over the last decade. Experiments and numerical simulations have shown that these blade vibrations are related to certain vibration modes of the turbines. A recent experiment with a 600 kW turbine has shown that a backward whirling mode associated with edgewise blade vibrations is less aerodynamically damped than the corresponding forward whirling mode. In this article the mode shapes of the particular turbine are analysed, based on a simplified turbine model described in a multi‐blade formulation. It is shown that the vibrations of the blades for the backward and forward edgewise whirling modes are different, which can explain the measured difference in aerodynamic damping. The modal dynamics of the entire turbine is important for stability assessments; blade‐only analysis can be misleading. In some cases the modal dynamics may even be improved to avoid stall‐induced vibrations. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

Calculation of hoisting forces of the wind turbine rotor based on wind conditions

The assembly and hoisting process of the wind turbine rotor in an open wind environment are regarded to improve the hoisting safety, efficiency and quality. The wind turbine rotor model of a 1.5 MW wind turbine are given, and the hoisting forces of the wind turbine rotor in different poses with various azimuth angles, yaw angles and pitch angles in 3D coordinate system are calculated based on the defined wind conditions model. The maximum and minimum hoisting forces of the wind turbine rotor are acquired and the corresponding azimuth angle, yaw angle and pitch angle of the wind turbine rotor are obtained with respect to the wind conditions in the hoisting process. For four specific poses with particular azimuth angles, yaw angles and pitch angles of the wind turbine rotor, the hoisting forces of the wind turbine rotor are calculated along its hoisting height increment. The change processes of the hoisting forces of the wind turbine rotor in the hoisting process are analyzed and the conclusions are drawn.     

某型燃气发电机组异常振动分析

详细介绍了某台36MW机组运行中出现的异常振动现象。产生振动异常的处理情况。通过对机组振动的全面监测和分析,判定振动异常是由于轴承油膜失稳和轴系不平衡所引起的。通过调整中心、修改轴承以及高速动平衡,机组振动达到优良标准。     

Aerodynamics design of two-stage vane-less counter-rotating turbinec

It is one of the most efficient ways to greatly improve aero-engines' performance by utilizing vaneless counterrotating turbine(VCRT) technology.To supply sufficient power,VCRT turns to be high Mach number,large flow angle at high-pressure turbine(HPT) rotor exit,and low blade camber angle,which increase difficulties to turbine design.As the axial velocity ratio of HPT rotor is much larger than the conventional ones,the optimal selection of VCRT velocity triangles based on theoretical analysis is developed,...     

反渗透海水淡化旋转式压力能回收装置中液柱活塞的数值模拟研究

旋转式压力能回收装置通过高低压流体直接接触实现能量的交换，而海水浓度变化甚微，实现这一过程的关键是在转子孔道内形成液柱活塞。建立了带有转动影响的二维数学模型，利用计算流体软件对液柱活塞进行模拟．从而分析了液柱活塞的形成过程及其特点。最后，通过线形回归的方法得到关于容积效率的经验公式。探索对装置设计起指导意义的规律。