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三维接触有限元分析在汽轮机设计中的应用 被引量:4
1
作者 章巧芳 王江恩 冯琳 《汽轮机技术》 北大核心 2006年第5期343-345,394,共4页
针对汽轮机中叶片与叶轮的复杂接触问题,尝试用ANSYS中的接触单元对其接触强度进行详尽的分析,并将分析结果与过去常规的有限元分析方法进行比较,讨论引起两种计算结果不一致的原因,提出用有限元分析时应注意的一些问题。该三维接触有... 针对汽轮机中叶片与叶轮的复杂接触问题,尝试用ANSYS中的接触单元对其接触强度进行详尽的分析,并将分析结果与过去常规的有限元分析方法进行比较,讨论引起两种计算结果不一致的原因,提出用有限元分析时应注意的一些问题。该三维接触有限元分析方法也可用于其它机械产品的接触强度分析,为机械产品单个零件的强度分析进展到装配体的强度分析提供参考。 展开更多
关键词 三维接触 汽轮机 叶片 叶轮 有限元分析
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激光再制造汽轮机转子的力学性能研究 被引量:6
2
作者 郭士锐 董刚 +1 位作者 叶钟 姚建华 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期668-672,共5页
针对激光再制造汽轮机转子轴颈,在汽轮机转子激光再制造后的综合跳动(TIR)控制在6.35μm以内的前提下,选用铁基粉末进行力学性能测试,研究了激光再制造层与基体复合材料的拉伸、冲击与弯曲等力学性能.结果表明:复合材料的抗拉强度和抗... 针对激光再制造汽轮机转子轴颈,在汽轮机转子激光再制造后的综合跳动(TIR)控制在6.35μm以内的前提下,选用铁基粉末进行力学性能测试,研究了激光再制造层与基体复合材料的拉伸、冲击与弯曲等力学性能.结果表明:复合材料的抗拉强度和抗弯强度分别比基体材料28CrMoNiV的平均抗拉和抗弯强度提高11.29%和24.11%,复合材料的平均冲击吸收功为39J;根据并联力学性能模型的混合律,激光再制造层的力学性能优于基体材料28CrMoNiV;激光再制造层中一次晶轴与二次晶轴的数量远大于基体材料,高密度的位错阻碍了晶界滑移,使抗拉伸强度提高;再制造层晶粒相对基体材料小而密集,裂纹扩展路径曲折,裂纹萌生功的提高使韧性增强. 展开更多
关键词 激光再制造 汽轮机转子 力学性能 抗拉强度 冲击韧性
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高背压式工业汽轮机排汽缸结构分析与优化 被引量:8
3
作者 张超 刘龙海 李相鹏 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期274-279,共6页
结合有限元法、多物理场热固耦合法以及非线性接触计算理论,针对高背压反动式工业汽轮机某机型结构,模拟计算了稳态运行条件下准则工况与超准则工况的温度场和综合应力场,重点分析并比较了2种工况下的排汽缸强度和中分面汽密性,依据超... 结合有限元法、多物理场热固耦合法以及非线性接触计算理论,针对高背压反动式工业汽轮机某机型结构,模拟计算了稳态运行条件下准则工况与超准则工况的温度场和综合应力场,重点分析并比较了2种工况下的排汽缸强度和中分面汽密性,依据超准则工况下的各个薄弱环节,提出增加壁厚以及改变螺栓材料、大小、位置和预紧力来对原结构进行改进.结果表明:准则工况下的各项模拟计算数据与机组实际设计准则相吻合,证明了计算方法的准确性;相比准则工况,超准则工况下排汽缸强度安全裕量由3.16下降至2.42,后轴封接触间隙值则由0.047mm扩大到0.082mm,各项数据均已超出设计准则;改进结构满足项目开发的各项性能指标. 展开更多
关键词 背压式汽轮机 排汽缸 强度 汽密性 有限元法
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计算汽轮机叶片动应力的谐响应分析法 被引量:20
4
作者 柴山 吕凤军 +1 位作者 孙义冈 余恩荪 《汽轮机技术》 北大核心 2002年第5期267-268,281,共3页
将谐响应分析法应用于汽轮机叶片的动应力分析。首先用有限元方法对汽轮机叶片进行模型简化并计算出叶片的动频 ,然后应用模态叠加谐响应分析计算出叶片位移的动态响应 。
关键词 汽轮机 叶片 动应力 谐响应分析法 模态叠加法 振型
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高转速工业汽轮机低压级组长扭叶片气动设计与分析 被引量:4
5
作者 隋永枫 初鹏 +3 位作者 蓝吉兵 马晓飞 潘慧斌 王永欣 《汽轮机技术》 北大核心 2020年第3期170-172,230,共4页
为了提高工业汽轮机效率,实现节能减排和降低加工制造成本,对高转速工业汽轮机低压级组进行气动设计,并对其进行三维气动分析。完成了低压级组的一维设计、二维气动设计和叶型设计:动叶转速为6600r/min,进口总压为200kPa、进口总焓为268... 为了提高工业汽轮机效率,实现节能减排和降低加工制造成本,对高转速工业汽轮机低压级组进行气动设计,并对其进行三维气动分析。完成了低压级组的一维设计、二维气动设计和叶型设计:动叶转速为6600r/min,进口总压为200kPa、进口总焓为2684.2kJ/kg、背压为7kPa下的流量为51.2t/h,总总效率为92.4%,总静效率为88.6%,达到设计要求。末级动叶的径高比为2.68,降低了转子的尺寸。三维流场分析显示:低压级组载荷分布均匀,级间匹配合理,气动性能良好;气动参数沿叶高分布均匀,叶片沿叶高具有良好的攻角特性。 展开更多
关键词 工业汽轮机 低压级组长扭叶片 气动设计 气动分析
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工业汽轮机大型排汽缸气动分析与结构优化 被引量:4
6
作者 马晓飞 刘盼年 +2 位作者 杨雄民 张军辉 冯照和 《汽轮机技术》 北大核心 2021年第1期11-14,共4页
为了改善工业汽轮机排汽缸气动性能,降低流动损失,采用数值模拟方法对一种大型工业汽轮机排汽缸的气动特性与流场结构进行了计算与分析。揭示了造成工业汽轮机排汽缸气动损失的重要方面,同时提出了针对排汽缸重要结构参数的多种优化方案... 为了改善工业汽轮机排汽缸气动性能,降低流动损失,采用数值模拟方法对一种大型工业汽轮机排汽缸的气动特性与流场结构进行了计算与分析。揭示了造成工业汽轮机排汽缸气动损失的重要方面,同时提出了针对排汽缸重要结构参数的多种优化方案,并进行详细计算与分析。针对每种优化方案,阐明了优化机理与工业汽轮机排汽缸本身的优化局限性。研究结果表明:对工业汽轮机排汽缸的重要结构参数优化可以显著提高排汽缸的气动性能,改善流场。 展开更多
关键词 工业汽轮机大型排汽缸 气动性能 结构优化 数值模拟
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汽轮机空心静叶缝隙抽吸性能研究 被引量:3
7
作者 王新军 廖高良 +3 位作者 朱鼎 姚金玲 白晓伟 王展翅 《汽轮机技术》 北大核心 2012年第3期195-197,214,共4页
采用Fluent软件对某600MW汽轮机末级空心静叶栅内的蒸汽流场与缝隙抽吸性能进行了三维数值计算,讨论了缝隙结构参数对抽吸性能的影响。结果表明:随着缝隙位置从叶片前缘向尾缘的移动,静叶背弧上缝隙的抽汽量急剧减少;内弧上缝隙的抽汽... 采用Fluent软件对某600MW汽轮机末级空心静叶栅内的蒸汽流场与缝隙抽吸性能进行了三维数值计算,讨论了缝隙结构参数对抽吸性能的影响。结果表明:随着缝隙位置从叶片前缘向尾缘的移动,静叶背弧上缝隙的抽汽量急剧减少;内弧上缝隙的抽汽量先略微增大后减小,在缝隙相对位置ψ=0.723 4时达到最大值;随着缝隙角度的增大,缝隙抽汽量先增大后减小,在缝隙角度α=45°时达到最大值,约占叶栅通道总蒸汽量的1.8%;随着缝隙宽度的增加,缝隙抽汽量先减小后增大,在缝隙宽度为2mm时达到最小;缝隙抽吸能力与缝隙出口处的腔室大小、空腔内形成的涡核位置和涡半径以及抽吸工质的流线的长短有关。 展开更多
关键词 空心静叶 蒸汽流场 缝隙抽吸 数值计算
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大型乙烯装置裂解气压缩机用汽轮机的研究开发设计 被引量:4
8
作者 严建华 孔建强 +1 位作者 陈金铨 杨雄民 《汽轮机技术》 北大核心 2002年第1期1-4,共4页
介绍了与沈阳鼓风机厂研制的裂解气压缩机配套的大型乙烯装置改造项目驱动裂解气压缩机用汽轮机的热力和强度、调节系统、汽轮机结构。
关键词 乙烯装置 裂解气压缩机组 工业汽轮机 研究设计
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1000MW火电机组锅炉给水泵汽轮机两种通流设计分析 被引量:3
9
作者 孔建强 李健生 马晓飞 《汽轮机技术》 北大核心 2012年第6期408-411,共4页
汽轮机按工作原理区分有冲动式和反动式两种型式,介绍应用于1 000MW等级火电机组配套的半容量锅炉给水泵汽轮机基于冲动式和反动式两种设计理念衍生出的不同产品,并以实际工程项目为例,分析对比其通流设计、主要性能、配置特点及目前的... 汽轮机按工作原理区分有冲动式和反动式两种型式,介绍应用于1 000MW等级火电机组配套的半容量锅炉给水泵汽轮机基于冲动式和反动式两种设计理念衍生出的不同产品,并以实际工程项目为例,分析对比其通流设计、主要性能、配置特点及目前的应用情况,对两种方案热效率、控制策略、叶片强度和安全等方面的技术特点进行讨论和分析。 展开更多
关键词 锅炉给水泵汽轮机 通流设计 冲动式 反动式
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汽轮机启动时汽缸偏差产生原因及对机组影响分析 被引量:2
10
作者 周立明 陈峰 +2 位作者 张科 张军辉 冯照和 《汽轮机技术》 北大核心 2015年第2期145-147,共3页
通过对作用在汽轮机上的管道力和汽缸上存在的温差分析,说明了温差是引起汽缸左右偏差的主要原因。根据汽轮机滑销系统的设置特点,验证了该偏差值对机组静体部分的中心偏移量影响是有限的,不会导致机组的动静擦碰。得出了机组启动时,不... 通过对作用在汽轮机上的管道力和汽缸上存在的温差分析,说明了温差是引起汽缸左右偏差的主要原因。根据汽轮机滑销系统的设置特点,验证了该偏差值对机组静体部分的中心偏移量影响是有限的,不会导致机组的动静擦碰。得出了机组启动时,不能以汽缸左右偏差值的大小作为评判停机依据的结论。 展开更多
关键词 汽缸 偏差 管道应力 温差
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钛合金扭叶片与工业汽轮机极限转速关系探讨 被引量:2
11
作者 毛汉忠 丁晨 柏燕 《汽轮机技术》 北大核心 2008年第6期413-416,共4页
长期以来,我国引进型反动式工业汽轮机的转速由于受到低压扭叶片材料的限制,不能满足某些特定运行场合高转速的要求。论述了用钛合金低压扭叶片提高工业汽轮机极限转速的可行性。
关键词 工业汽轮机 钛合金低压扭叶片 极限转速
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工业汽轮机稳定性校核方法分析 被引量:1
12
作者 冯照和 马晓飞 +2 位作者 马利江 张军辉 罗敏 《汽轮机技术》 北大核心 2022年第4期249-250,253,共3页
汽轮机能够稳定地固定在座架上是汽轮机正常运行的保证。通过对工业汽轮机结构的分析,首先给出了一种利用碟形弹簧对汽轮机稳定性进行调整的方法。然后,基于汽缸的结构提出了一种稳定性校核模型。利用该模型可以在机组设计初期完成对汽... 汽轮机能够稳定地固定在座架上是汽轮机正常运行的保证。通过对工业汽轮机结构的分析,首先给出了一种利用碟形弹簧对汽轮机稳定性进行调整的方法。然后,基于汽缸的结构提出了一种稳定性校核模型。利用该模型可以在机组设计初期完成对汽轮机稳定性的校核,避免机组运行时出现因稳定性不佳需要对管道进行调整的情况。该校核方法区别于常规的NEMA SM 23准则,充分考虑到了汽轮机系统的整体性。实践证明,该校核方法安全有效,满足工程设计要求。 展开更多
关键词 汽缸 猫爪 力及力矩 稳定性
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工业汽轮机焊接式排汽缸气动特性分析 被引量:1
13
作者 张科 刘盼年 +3 位作者 陆晋 张超 马晓飞 卢红远 《汽轮机技术》 北大核心 2021年第6期440-442,共3页
针对工业汽轮机拖动用领域中的大型焊接式排汽缸,采用数值仿真方法对排汽缸内的流动特性、气动性能、流量特性与不同的撑管结构进行了计算与分析。揭示了大型焊接式排汽缸内的流场结构,分析了新型水滴型撑管对排汽缸气动性能的增益效果... 针对工业汽轮机拖动用领域中的大型焊接式排汽缸,采用数值仿真方法对排汽缸内的流动特性、气动性能、流量特性与不同的撑管结构进行了计算与分析。揭示了大型焊接式排汽缸内的流场结构,分析了新型水滴型撑管对排汽缸气动性能的增益效果。同时,研究了变工况下排汽缸内流体在发展过程中的流量分布特性。研究结果表明:排汽缸上游汽流主要以通道涡状态流动,并以逆向涡对结构流出排汽缸;采用水滴型撑管可以显著改善排汽缸的气动性能;排汽缸入口的周向速度对排汽缸出口的流量分布会产生重大影响。 展开更多
关键词 焊接式排汽缸 流动特性 水滴型撑管 数值模拟
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高参数高转速工业汽轮机转子稳定性评估 被引量:5
14
作者 蓝吉兵 丁旭东 +2 位作者 陈金铨 毛汉忠 孔建强 《热力透平》 2015年第1期7-9,17,共4页
正确评判汽流激振引起的转子失稳是设计出转子动力学特性优良的高参数高转速汽轮机的关键。针对以上问题开展研究,首先采用不同方法分析获得调节级密封的交叉刚度,通过对不同方法获得结果的对比,得到杭汽专用程序计算获得的密封汽流激... 正确评判汽流激振引起的转子失稳是设计出转子动力学特性优良的高参数高转速汽轮机的关键。针对以上问题开展研究,首先采用不同方法分析获得调节级密封的交叉刚度,通过对不同方法获得结果的对比,得到杭汽专用程序计算获得的密封汽流激振力对转子稳定性评估偏安全的结论。然后,考虑汽轮机各密封部件处的交叉刚度,对一特定高参数高转速汽轮机转子稳定性进行评估,分析结果表明,该高参数、高转速合成气汽轮机转子稳定性安全系数为2.58,具有优良的转子稳定性。 展开更多
关键词 高参数 工业汽轮机 转子动力学 汽流激振 稳定性
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汽轮机叶片改型及三维气动优化设计 被引量:13
15
作者 隋永枫 孙义冈 +1 位作者 叶钟 孔建强 《热力透平》 2011年第1期28-32,共5页
为了提高汽轮机的效率,本文采用基于人工神经网络及遗传算法的叶轮机械叶片三维优化设计方法,对某低压叶片级组进行优化设计。优化目标是在流量不减小的情况下,减少叶片内的流动损失,增加叶片的总总效率及等熵效率。优化仿真结果显示,... 为了提高汽轮机的效率,本文采用基于人工神经网络及遗传算法的叶轮机械叶片三维优化设计方法,对某低压叶片级组进行优化设计。优化目标是在流量不减小的情况下,减少叶片内的流动损失,增加叶片的总总效率及等熵效率。优化仿真结果显示,优化后所获得的扭曲叶片有效地改善了次末级叶根处的流动分离,流道损失显著降低,流量和总总效率也都得到了大幅度的提高。 展开更多
关键词 汽轮机 叶片优化设计 流场分析 效率
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工业汽轮机高效压力级叶型优化与应用 被引量:4
16
作者 蓝吉兵 丁旭东 +3 位作者 孔建强 陈金铨 隋永枫 毛汉忠 《热力透平》 2018年第4期264-267,272,共5页
为进一步提高汽轮机效率,追求更高的运行可靠性和更好的维修便捷性,开展了工业汽轮机高效压力级叶型优化的工作。优化获得的多个候选高效叶型,效率提升明显,并且具有较好的变工况特性。和国外某先进厂家新开发的高效叶型的气动性能相对... 为进一步提高汽轮机效率,追求更高的运行可靠性和更好的维修便捷性,开展了工业汽轮机高效压力级叶型优化的工作。优化获得的多个候选高效叶型,效率提升明显,并且具有较好的变工况特性。和国外某先进厂家新开发的高效叶型的气动性能相对比,优化获得的高效叶型的气动性能更好,变工况性能更佳,且强度振动性能与其相当。用某两台实例汽轮机机组进行应用验证,设计工况时压力级组效率分别提高了0.9%和1.38%,证明了叶型优化工作是成功的。 展开更多
关键词 工业汽轮机 压力级 叶型效率 气动优化
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高背压大流量空冷汽轮机低压级组叶片设计及优化 被引量:4
17
作者 丁晨 隋永枫 +3 位作者 辛小鹏 丁旭东 张春梅 刘象拯 《热力透平》 2012年第1期31-34,共4页
开发出一套基于一维热力设计、准三维设计分析和优化、全三维流场分析以及叶片结构设计、强度、振动分析的开发体系。通过以空冷低压级组为实例进行设计,结果表明通过该设计开发体系,能够方便可靠地进行汽轮机通流和结构的设计和优化,... 开发出一套基于一维热力设计、准三维设计分析和优化、全三维流场分析以及叶片结构设计、强度、振动分析的开发体系。通过以空冷低压级组为实例进行设计,结果表明通过该设计开发体系,能够方便可靠地进行汽轮机通流和结构的设计和优化,这对汽轮机设计和改型具有很好的实用意义。 展开更多
关键词 空冷汽轮机 低压级组 高背压 大流量 扭叶片
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高参数高转速工业汽轮机调节级动应力评估 被引量:4
18
作者 蓝吉兵 肖萍 +3 位作者 丁旭东 陈彦峰 陈金铨 孔建强 《热力透平》 2014年第2期139-142,共4页
建立了一套评估复杂阻尼结构叶片动强度的分析方法,完善了复杂阻尼结构叶片的设计体系。对一特定的高参数高转速调节级动叶动应力进行了评估,评估结果显示,该调节级叶片的动应力满足安全性要求。
关键词 高参数 工业汽轮机 调节级 动应力
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工业汽轮机调节级动叶气动性能优化与应用 被引量:3
19
作者 蓝吉兵 孔建强 +3 位作者 隋永枫 丁旭东 陈金铨 毛汉忠 《热力透平》 2020年第2期124-127,共4页
随着计算机技术和计算流体动力学的发展,结合现代优化理论,采用全三维CFD方法进行汽轮机通流部分气动优化的工作得以实现。开展了工业汽轮机大负荷调节级叶型优化的工作。优化获得2个候选高效叶型A3_opt和A5_opt。在某台实例汽轮机机组... 随着计算机技术和计算流体动力学的发展,结合现代优化理论,采用全三维CFD方法进行汽轮机通流部分气动优化的工作得以实现。开展了工业汽轮机大负荷调节级叶型优化的工作。优化获得2个候选高效叶型A3_opt和A5_opt。在某台实例汽轮机机组上进行应用验证,结果表明:通流效率在广泛的负荷变化范围内均有提高,提高范围为1. 1%~5. 5%;随着调节级负荷的增加,调节级效率增益不断提高;在调节级负荷增大到一定程度后,随着调节级负荷的进一步增大,效率增益稍微降低。应用实例表明,所研究的优化方法、优化策略和优化获得的大负荷调节级动叶叶型是成功的。 展开更多
关键词 工业汽轮机 调节级 叶型效率 叶型 气动优化
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PTA装置余热利用型汽轮机的研究 被引量:3
20
作者 马晓飞 孔建强 +1 位作者 陈金铨 蔡党华 《热力透平》 2009年第2期90-93,共4页
本文就PTA装置余热利用型汽轮机(以下简称PTA装置汽轮机)的运行特点、技术难点及开发方向进行论述。
关键词 PTA装置 低品质饱和蒸汽 汽轮机 能耗
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