燃气轮机透平叶片传热和冷却研究：内部冷却

随着燃气轮机透平进口温度的不断提高,其换热与冷却问题已然成为现代高性能燃气轮机研发中亟待解决的核心关键技术之一.透平叶片的冷却可以分为内部冷却和外部冷却,结合作者近年的研究工作,详细综述了燃气轮机透平叶片内部换热与冷却问题的研究现状与进展,着重介绍了叶片内部蛇形通道冷却、叶片内部冲击冷却和前缘的旋流冷却及尾缘柱肋冷却,指出了它们各自在相关方面需要进一步开展的工作.其中：在蛇形通道冷却方面,需要进一步研究旋转状态下蛇形通道内流动与换热特性、发展高性能的扰流装置及通道弯头结构、设计新颖高效的叶顶内部冷却结构、获得带气膜孔或冲击孔的蛇形通道内的换热与冷却特性;在叶片前缘内部冲击冷却方面,需要研究不同曲率面上的冲击冷却换热特性、旋转条件下的冲击冷却以及冲击气膜复合冷却特性;在旋流冷却方面,需要对其结构参数的影响开展进一步的广泛研究,并开展旋转状态下旋流冷却特性的研究;在尾缘柱肋冷却方面,需要进一步研究复杂流场下柱肋阵列通道中的流动换热与众敏感因子之间的关系.     

基于流热耦合的燃气轮机透平叶顶冷却设计

燃气轮机透平叶顶区域存在复杂的流动和换热问题,承受很高的热负荷。为了降低透平动叶叶顶温度,在透平叶顶现有结构的基础上提出气膜冷却和气膜+内冷通道冷却两种叶顶冷却方案,并通过流热耦合计算分析冷却升级前后叶顶区域的换热和流动特性。研究发现：叶顶气膜冷却方案可有效降低叶顶温度,特别是叶顶前缘至中弦区域;而气膜＋内冷通道冷却方案基于外部气膜冷却,结合内部冷却通道设计,可进一步降低叶顶尾缘的温度;与原型叶片相比,气膜+内部冷气通道的复合冷却设计可以使叶顶尾缘最高温度降低24 K。     

轮毂缘板进口圆角对涡轮气动性能的影响

由于轮毂封严气将会对涡轮的流场结构和气动性能产生一定的影响,采用数值模拟研究了不同封严气流量条件下轮毂缘板进口圆角半径对涡轮气动性能和内部流动结构的影响.结果表明,圆角半径的改变导致封严腔内部的流动、封严气在涡轮通道中的传播轨迹以及涡轮通道涡的发展发生改变,进而使涡轮级的载荷系数、反力度和流量系数的分布发生变化,最终影...     

微尺度通道内流动沸腾研究综述

阐述了微尺度通道内传热问题出现的工程背景——高密度微电子器件的冷却。对当前国内外微尺度通道内流动沸腾换热特性的研究现状进行了归纳。突出分析了工质种类、微尺度通道的几何参数和工质的工况参数等对微尺度通道内流动沸腾换热特性的影响。同时分析了微尺度通道内流动沸腾换热的强化机理、流动阻力特性、压降关联式和沸腾换热关联式的理论和实验研究。最后根据分析对今后的工作提出了一些建议。     

无油润滑高速离心泵的数值模拟与实验研究

为优化高速泵冷却循环回路和提高可靠性,设计了一种采用动压流体润滑轴承的无油高速离心泵,通过工质流体润滑轴承和冷却电机,将增压流道与冷却循环流道结合,结构更加紧凑。为分析高速离心泵的内部流动特性,采用CFD方法对该泵在设计转速下不同流量时泵内部的流动情况进行了数值模拟,并在搭建的测试台上对模型泵的水力性能进行了实验研究。研究表明:高速离心泵设计工况下内部流道中相对速度和总压的分布均匀;模拟计算的泵扬程和效率与实验值接近,模拟值具有较高精度;工况条件对泵的水力性能有较大影响,应避免过小流量运行。     

内部结构对空冷叶片换热性能的影响

为了深入了解空冷透平动叶的冷却机理和冷气流动特性,时某型燃气轮机透平动叶进行了气-热耦合数值模拟.结果表明,叶片端部气膜孔可以促进冷气在蛇形通道中的流动,改善冷却效果;涡流矩阵通道中子通道的宽度与高度比减小会加大涡流矩阵通道中的流动阻力,冷气在涡流矩阵通道中能得到更充分的利用,而对尾缘的冷却能力会下降,致使尾缘温度升高,因此其高宽比与冷气进口条件存在一个最佳组合关系;涡流矩阵通道结构与叶尖之间的间隙会降低冷气的利用率.     

具有新型双层壁结构的透平叶片流热耦合研究

多通道壁面射流冷却结构是一种新型的燃气透平动叶内部冷却结构，具有消耗冷气少、压力损失小等优点。本文构建了简化的壁面射流冷却叶片与GE-E3冷却结构叶片模型，采用流热耦合方法对比研究了其流动与换热特性。结果表明，壁面射流冷却通道内的狭小空间抑制了横流的产生，冷气在冷却通道中形成了流向涡；前缘冷气流道中的大量冷气流经吸力侧冷却区，并从出口压力更小、面积更大的尾缘排出，使得前缘气膜孔出流的冷气流量和动量较小，冷气在叶片外表面的气膜覆盖特性更好；离心力的影响导致前缘冷气流道中叶根处的压力较低，叶根附近的气膜孔出现燃气主流入侵现象。相比于GE-E3叶片，壁面射流冷却叶片的前缘温度和温度梯度都较小，因此多通道壁面射流冷却在前缘具有更优异的冷却特性。     

新型多孔铜微通道热沉散热性能实验研究

新型多孔铜微通道散热技术采用多孔铜微通道结构,增加热沉与冷却工质的接触面积,提高热沉的散热性能。利用单室金属-气体共晶定向凝固工艺,通过控制冷却速度、过热度、气压等工艺参数,从而制备优质的多孔铜材料。根据多孔铜微通道热沉散热原理,搭建散热性能测试平台,研究冷却工质流量、多孔铜材料的孔径和孔隙率、入口截面斜率角对多孔铜微通道热沉散热性能的影响规律。结果表明:增加冷却工质流量有利于提高多孔铜微通道热沉的散热性能;在恒定体积流量下,减小孔径有利于提高多孔铜微通道热沉的散热性能;当多孔铜孔隙率为30.8%时,多孔铜微通道热沉散热性能最佳;入口截面斜率角对多孔铜微通道热沉散热性能的影响较小。     

冷却通道参数对发汗冷却性能影响的数值研究

为了解决传统多孔材料孔隙结构不可控的问题，制备具有可控微冷通道的冷却结构对提高涡轮叶片冷却效率有着重要意义。为了研究不同冷却通道参数对叶片发汗冷却效率的影响，通过数值模拟方法研究了不同注入比下，仿生树形通道和传统直孔通道发汗冷却多孔板的换热特性及流动机理。同时，研究了6种不同模型参数多孔板在不同注入比下的冷却性能及流场的变化情况。研究结果表明：在内表面比和冷却剂出口面积基本一致的条件下，仿生树形多孔板具有更高的冷却效率；当注入比为2%时，仿生树形多孔板的平均冷却效率提高了5%,且存在一个最佳的注入比使得整体的冷却效率最高；冷却剂的出口面积是影响发汗冷却效率的关键性独立参数，与冷却剂的注入比大小有关；孔隙率对整体的冷却效率影响较小，内表面积比越大，发汗冷却的整体冷却效率越高。     

涡轮叶片尾缘典型结构的流动与换热特性研究

针对涡轮叶片尾缘"冲击+扰流柱"复合典型冷却结构,通过分析内部流场和换热特性,揭示"冲击+扰流柱"冷却结构中流动发展的过程以及冲击对压力分布和流场分布的影响,揭示涡轮叶片尾缘区内射流冲击扰流柱排通道内换热机理,详细分析了冲击下各个表面的换热情况。结果表明,压比的增大能够有效改善冷却通道端壁的换热性能,但同时增大了压力损失;在两种冲击距离下,n=3d换热效果优于n=6d,但是n=6d的下游换热覆盖效果优于n=3d。顺排时,冲击孔的平均换热系数大约是扰流柱的1.5倍;叉排时,冲击孔的平均换热系数大约是扰流柱的3倍,而其它部位的平均换热系数受排列方式的影响很小。因此,"冲击+扰流柱"冷却结构的匹配,对于优化涡轮叶片尾缘区域的换热及其重要。     

Renewable energy costs,potentials, barriers: Conceptual issues

Renewable energy can become the major energy supply option in low-carbon energy economies. Disruptive transformations in all energy systems are necessary for tapping widely available renewable energy resources. Organizing the energy transition from non-sustainable to renewable energy is often described as the major challenge of the first half of the 21st century. Technological innovation, the economy (costs and prices) and policies have to be aligned to achieve full renewable energy potentials, and barriers impeding that growth need to be removed. These issues are also covered by IPCC’s special report on renewable energy and climate change to be completed in 2010. This article focuses on the interrelations among the drivers. It clarifies definitions of costs and prices, and of barriers. After reviewing how the third and fourth assessment reports of IPCC cover mitigation potentials and commenting on definitions of renewable energy potentials in the literature, we propose a consistent set of potentials of renewable energy supplies.     

世界石油天然气领域现状及前景分析

该文首先分析了全球石油领域基本与热点问题,对全球油气资源分布、产量分布、石油加工能力等发展现状进行了描述,对2010～2035年全球石油、天然气资源需求进行了分析。依据石油产业发展历程所揭示的事实和规律,从科技进步和石油资源不可再生的角度,对全球未来油气资源的潜力进行了分析,指出海洋石油资源勘探开发尚有很大空间。面临石油资源终将走向枯竭,提出早敲响警钟早主动,低碳生活、节能减排、发展新能源是人类面临的共同课题。     

58 MW循环流化床热水锅炉的技术综述

介绍了58MW循环流化床热水锅炉的技术条件、组成部分及布置、主要部件(燃烧室及水冷壁、省煤器、空气预热器、分离器及回料系统)的结构特性及市场发展前景。     

浅析有机热载体炉供热系统中热油循环泵安全高校运行

文章系统地介绍了热油循环泵的设计选用及安装运行，说明了热油循环泵的运行及参数的选择对整个系统安全高效运行至关重要。     

Renewable sources of energy and technologies in Austria: Present situation, goals and prospects

The main goal of the energy policy of the Austrian government is, beside of a more efficient use of energy, the increase of renewable sources of energy. The technical, economical and ecological aspects of renewable sources of energy and their technologies are analysed and the present situation of renewable sources of energy in Austria and its prospects are described. Of the renewable energy carriers the following resources are of importance in Austria: hydropower, firewood, biogenic energy carriers, including fuels, solar energy and ambient heat and geothermic energy.     

我国石化成套装置的回顾与展望

在企业安全生产、政府安全监察的双重需求下,自2000年以来,基于风险的检验（RBI）技术在我国承压类特种设备中的研究和应用得到了快速发展,本文按照技术积累、工程试用、法规引用、标准转化、全面开展和总结提升等六个阶段,对RBI技术在我国石化成套装置中的研究和应用情况,进行了系统总结,并对RBI技术在我国应用的未来工作进行了展望。     

延长热水锅炉大修周期及使用寿命的探讨

影响锅炉大修周期的问题很多,其中,腐蚀是一项比较复杂的内容,也是最为关键的问题,如何从预防与防止的角度出发探讨防腐和延长使用寿命是本文所要重点介绍的。     

新型快装水火管锅炉烟管磨漏原因分析及处理措施

针对采用了螺纹烟管、拱形管板结构的新型快装水火管锅炉烟管磨损泄漏的问题,分析了烟气速度、烟箱结构、煤质、拱墙损坏、锅炉负荷对烟管磨损的影响,提出了解决问题的方法,并根据目前的实际情况,给出了设计建议。     

2002年美国煤炭供需形势回顾

美国为世界上最大的煤炭消费国。2001年其煤炭生产量和消费量分别占世界总量的22.3%和24.6%。本文介绍了2002年美国煤炭供需状况。     

发动机进排气系统稳流试验装置的设计与研制

本文着重论述了发动机进排气系统稳流试验装置的有关机械设计部分内容，并介绍了该试验装置的测控系统。