工业汽轮机不同进汽结构的气动特性数值研究

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作者 高骥 陆晋 +2 位作者 陶春育 赵锐 吴娟 《热力透平》 2017年第1期42-47,共6页

高压进汽结构是影响工业汽轮机安全高效运行的关键部件之一。采用数值模拟方法对比和分析了优化前后两种不同进汽结构的气动性能。研究结果表明:在相同的进汽压力和温度下,新型进汽结构的总压损失明显减小,且与原始进汽结构之间的总压... 高压进汽结构是影响工业汽轮机安全高效运行的关键部件之一。采用数值模拟方法对比和分析了优化前后两种不同进汽结构的气动性能。研究结果表明:在相同的进汽压力和温度下,新型进汽结构的总压损失明显减小,且与原始进汽结构之间的总压损失差异随着流量的增加而增加,证明新型进汽结构对不同蒸汽过热度的适应性更为出色;此外,也考虑了轴向制造偏差对不同进汽结构所产生的影响。本研究将为新型流道在工业汽轮机上的应用提供参考。 展开更多

关键词 工业汽轮机 进汽结构 调阀 压力损失 制造偏差

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工业汽轮机调节级段复杂流动特性研究 被引量：2

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作者 禹志根 陈金铨 +2 位作者 袁浩 蓝吉兵 隋永枫 《热力透平》 2019年第4期269-274,共6页

喷嘴调节是工业汽轮机进行变工况调节的主要方式之一。由于调节级部分进汽运行和过渡腔室内气流大幅偏转等原因,从调节级到压力级第1级的通流区域内流动情况复杂,效率损失严重。以某工业汽轮机为例,对包含调节级、过渡腔室和压力级第1... 喷嘴调节是工业汽轮机进行变工况调节的主要方式之一。由于调节级部分进汽运行和过渡腔室内气流大幅偏转等原因,从调节级到压力级第1级的通流区域内流动情况复杂,效率损失严重。以某工业汽轮机为例,对包含调节级、过渡腔室和压力级第1级的通流区段进行全周全三维数值计算,分析了4阀点、3阀点和2阀点3个典型工况下的三维流动与各区域压力损失的情况。分析表明,随阀点减少,通流效率从86.1%降低至54.2%,过渡腔室内切向流动加剧,总压损失从2.2%增至45.8%,是影响流动效率的首要因素。另外,中分面螺栓安装时占据部分流道空间,使过渡腔室内通流面积在局部区域变化幅度过大,产生额外流动损失。而且,过渡腔室内的强烈有旋流动会影响下游压力级的入口流场均匀程度和攻角分布,3阀点和2阀点工况时,大的正攻角会使压力级第1级内流动效率降低。研究成果可为工业汽轮机整机变工况运行性能优化和高气动性能过渡腔室设计提供参考。 展开更多

关键词 工业汽轮机 调节级-压力级 三维流动特性 数值模拟 流动效率

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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

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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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工业汽轮机高效压力级叶型优化与实验

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作者 蓝吉兵 孔建强 +4 位作者 隋永枫 丁旭东 毛汉忠 王晓放 田夫 《热力透平》 2019年第4期243-247,共5页

随着计算机技术和计算流体动力学的发展,采用全三维CFD方法结合现代优化理论进行汽轮机通流部分气动优化的工作得以实现。开展了高效压力级叶型优化的工作,获得了多个候选高效叶型,相比于原始叶型效率提升明显,并且具有很好的变工况特... 随着计算机技术和计算流体动力学的发展,采用全三维CFD方法结合现代优化理论进行汽轮机通流部分气动优化的工作得以实现。开展了高效压力级叶型优化的工作,获得了多个候选高效叶型,相比于原始叶型效率提升明显,并且具有很好的变工况特性。在此基础上,开展了优化叶型的叶栅吹风实验工作,实验结果表明,在实验工况的广泛变化范围内,优化叶型总压损失系数较原始叶型降低1%左右,表明此优化方法和高效叶型的优化工作是成功的。研究成果可为透平机械其他叶型优化提供参考。 展开更多

关键词 工业汽轮机 压力级 叶型效率 叶型 气动优化

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某新型高效冷凝发电汽轮机排汽缸气动性能研究与结构优化 被引量：2

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作者 张超 陆晋 +1 位作者 李宏福 鲁桂明 《汽轮机技术》 北大核心 2020年第1期23-26,共4页

采用雷诺时均处理的N-S方程和标准k-ε湍流模型,将某新型高效冷凝发电汽轮机低压排汽缸与末级叶栅进行了联合仿真数值模拟研究。计算结果表明:排汽缸中存在以分离涡和通道涡占主导地位的漩涡流,导致气动性能不佳;为了改善扩压能力进而... 采用雷诺时均处理的N-S方程和标准k-ε湍流模型,将某新型高效冷凝发电汽轮机低压排汽缸与末级叶栅进行了联合仿真数值模拟研究。计算结果表明:排汽缸中存在以分离涡和通道涡占主导地位的漩涡流,导致气动性能不佳;为了改善扩压能力进而提高其气动性能,采取调整内外导流环扩张角度以及轴向长度等措施对扩压器进行了结构优化,优化后排汽缸出口静压恢复系数从-0.137提升到了0.1617,总压损失系数降低了近18.5%,整机效率提升了近0.5%。 展开更多

关键词 低压排汽缸 联合仿真 气动性能 结构优化

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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

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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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REXA执行器替代TM25-LP在小汽轮机电调改造上的应用 被引量：2

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作者 牛春燕 田宇宙 郑玉成 《沈阳工程学院学报（自然科学版）》 2018年第4期362-366,共5页

吉林某电厂300 MW机组汽动给水泵电调(简称MEH),以伍德沃德公司生产的TM25-LP电液转换器为控制执行器,通过调节错油门来驱动油动机进而调节汽轮机进气量,并配独立油站。设备运行8年来陆续出现调节缓慢、转速控制不稳,多次影响锅炉安全... 吉林某电厂300 MW机组汽动给水泵电调(简称MEH),以伍德沃德公司生产的TM25-LP电液转换器为控制执行器,通过调节错油门来驱动油动机进而调节汽轮机进气量,并配独立油站。设备运行8年来陆续出现调节缓慢、转速控制不稳,多次影响锅炉安全稳定运行。为了提高设备稳定性和可靠性,采用密闭油液的REXA液压伺服执行器,对设备进行灵活性改造。采用零负荷冲转速的方法进行实验,得到了比较理想的改造效果,可以得出REXA液压伺服执行器特别适合杠杆反馈的错油门油动机电调方式改造。 展开更多

关键词 REXA执行器 MEH 电调改造 错油门

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十万空分装置用汽轮机启机挠度计算

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作者 黄保华 张科 +3 位作者 马晓飞 刘龙海 柏燕 周林航 《汽轮机技术》 北大核心 2015年第4期261-264,共4页

大型工业驱动用汽轮机为了提高效率一般采用全周进汽,但启机时调节汽阀的开启顺序会带来汽缸上下半的温差,进而产生汽缸的热变形。以十万空分装置用汽轮机为研究对象,针对汽缸上半先进汽和汽缸下半先进汽这两种进汽顺序,采用热固耦合的... 大型工业驱动用汽轮机为了提高效率一般采用全周进汽,但启机时调节汽阀的开启顺序会带来汽缸上下半的温差,进而产生汽缸的热变形。以十万空分装置用汽轮机为研究对象,针对汽缸上半先进汽和汽缸下半先进汽这两种进汽顺序,采用热固耦合的有限元方法计算汽缸在启机过程中由于温差和重力产生的变形,并提出一种表征动静间隙的方法,从而给出汽轮机本体启机过程对动静间隙的设计要求,通过对比发现汽缸下半先进汽比汽缸上半先进汽需要的动静间隙更小。 展开更多

关键词 汽轮机 启机 挠度 动静间隙 有限元

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开口双肋凹槽式涡轮叶顶间隙流动数值研究 被引量：7

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作者 崔涛 汪帅 +4 位作者 张伟 温风波 王松涛 周逊 王仲奇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期815-827,共13页

为研究改进的双肋凹槽叶顶结构对大折转角动叶间隙泄漏流动的影响,利用数值模拟的手段,对五种不同叶顶结构在低马赫数为0.3条件下的泄漏损失以及流动特性进行详细的研究分析。数值计算与实验测量结果进行对比校核以保证数值计算的可靠... 为研究改进的双肋凹槽叶顶结构对大折转角动叶间隙泄漏流动的影响,利用数值模拟的手段,对五种不同叶顶结构在低马赫数为0.3条件下的泄漏损失以及流动特性进行详细的研究分析。数值计算与实验测量结果进行对比校核以保证数值计算的可靠性。研究结果表明,改进的前尾缘开口的凹槽式叶顶结构使得叶栅总压损失降低7.4%,与前缘不开口的方案相比,间隙泄漏损失变化率降低23%,这对涡轮长期运行维持高效的性能有利。改进的叶顶结构对间隙内的流量分布影响明显,压力侧的泄漏流量减少26.7%,而吸力侧增加13.3%。前缘开口形式结构使得压力侧泄漏的驱动压差降低50%,并改变吸力侧泄漏流的流量系数,同样出口气流角展向分布和叶栅流道中的泄漏涡和通道涡均受到明显影响。 展开更多

关键词 双肋 开口前缘 间隙泄漏 涡轮 数值研究 驱动压差 流量系数

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侧向进汽对下游级组性能影响的数值研究 被引量：1

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作者 隋永枫 辛小鹏 +4 位作者 丁晨 陈金铨 丁旭东 孔建强 初鹏 《汽轮机技术》 北大核心 2012年第6期429-433,共5页

通过对某可调侧向进汽机组全三维流场计算分析发现:侧向进汽会导致下游级组扭矩和流量沿周向分布不均匀,在相同的进出口条件下,侧向进汽的影响级组通流能力明显减小,减少了11.9%,输出功率减少28.4%,效率降低18.8%;相同进出口流量条件下... 通过对某可调侧向进汽机组全三维流场计算分析发现:侧向进汽会导致下游级组扭矩和流量沿周向分布不均匀,在相同的进出口条件下,侧向进汽的影响级组通流能力明显减小,减少了11.9%,输出功率减少28.4%,效率降低18.8%;相同进出口流量条件下,动叶局部最大扭矩为均匀进汽的1.55倍左右,对叶片强度提出了较高的要求,效率降低17.9%。对侧向进汽机组的设计要充分考虑周向不均匀特性对机组气动性能的影响和对强度考核的要求。为侧向进汽机组通流设计提供了一定参考和指导方向。 展开更多

关键词 可调侧向进汽 周向不均匀 气动 强度 整圈叶片

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兆瓦级S-CO_(2)轴流透平气动设计与分析

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作者 高骥 马晓飞 +3 位作者 孔建强 丁旭东 张军辉 刘象拯 《汽轮机技术》 北大核心 2021年第6期419-421,426,共4页

采用自主研发的热力计算程序与高效叶型对兆瓦级S-CO_(2)轴流透平进行了一维气动设计,根据所得结果展开建模造型,并利用FLUENT软件进行了三维气动数值分析,结果表明,研究中采用的一维气动设计方法具备可行性,且设计点气动性能优良,满足... 采用自主研发的热力计算程序与高效叶型对兆瓦级S-CO_(2)轴流透平进行了一维气动设计,根据所得结果展开建模造型,并利用FLUENT软件进行了三维气动数值分析,结果表明,研究中采用的一维气动设计方法具备可行性,且设计点气动性能优良,满足设计要求。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳 轴流透平 一维气动设计 数值分析

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入口旋流角对排气扩压段气动性能影响的数值研究 被引量：5

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作者 徐自荣 袁浩 +3 位作者 初鹏 蓝吉兵 张春梅 隋永枫 《燃气轮机技术》 2018年第1期30-34,共5页

为了研究入口气流旋流角对带支撑结构轴流排气扩压段气动性能的影响,以某型燃气轮机排气扩压段为研究对象,采用数值计算的方法,对单独排气段模型及排气段和涡轮末级动叶耦合模型分别进行数值模拟。采用总压保持系数和静压恢复系数作为... 为了研究入口气流旋流角对带支撑结构轴流排气扩压段气动性能的影响,以某型燃气轮机排气扩压段为研究对象,采用数值计算的方法,对单独排气段模型及排气段和涡轮末级动叶耦合模型分别进行数值模拟。采用总压保持系数和静压恢复系数作为衡量排气扩压段气动性能的主要参数。排气段单独模拟的结果显示,当旋流角从0°变化至-32°,总压保持系数下降4%,且在-20°以后开始呈现突然的快速下降趋势;而静压恢复系数先上升后降低,在-16°时达到最大值。另外,通过耦合模型与单独排气段模型的数值计算对比,发现当排气段入口旋流角和质量流量相同时,计算结果较为一致。以上结果说明,入口旋流角是影响排气扩压段流动性能的关键因素之一,进行排气段结构设计时要充分考虑旋流角对内部流动的影响。而且,单独排气段数值模拟在相同质量流量和旋流角度条件下,可近似达到耦合模拟的精度,提高设计效率。 展开更多

关键词 轴流排气缸 数值分析 入口旋流角 耦合计算

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非线性激励作用下载液容器内液体晃动的数值模拟 被引量：5

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作者 刘小民 王星 许运宾 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期119-125,共7页

通过对周期性边界激励下的圆柱形容器内液体晃动的数值模拟,分析了载液容器壁面受力与外部激励频率、摆动半径之间的变化关系,以及液体晃动幅值、频率与外部激励频率、摆动半径之间的变化关系.分析结果表明:载液容器内的液体在经历了一... 通过对周期性边界激励下的圆柱形容器内液体晃动的数值模拟,分析了载液容器壁面受力与外部激励频率、摆动半径之间的变化关系,以及液体晃动幅值、频率与外部激励频率、摆动半径之间的变化关系.分析结果表明:载液容器内的液体在经历了一段调整期后,晃动幅值趋于稳定,晃动频率接近激励频率;当外界的激励频率接近液体固有频率时,液体晃动幅值增大,对容器壁面产生的冲击力增大;液体的晃动频率与摆动半径无关,晃动幅值随摆动半径的增大而减小.该结果对于非线性激励作用下载液容器内液体晃动的研究、保证载液容器的运行的安全,具有重要的参考价值. 展开更多

关键词 液体晃动 欧拉-欧拉多相流模型 载液容器 数值模拟

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S-CO_(2)再压缩布雷顿循环回热器特性分析 被引量：2

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作者 张军辉 高骥 +2 位作者 马学飞 马晓飞 丁旭东 《汽轮机技术》 北大核心 2021年第6期413-418,共6页

采用规划求解方法建立S-CO_(2)再压缩布雷顿循环的数学模型,通过计算发现,在输入热量一致的条件下,循环分流比、回热器冷端端差、回热器回热度的改变将对循环效率以及回热器损失产生影响,回热器过程压损对循环的影响不能忽略。研究参数... 采用规划求解方法建立S-CO_(2)再压缩布雷顿循环的数学模型,通过计算发现,在输入热量一致的条件下,循环分流比、回热器冷端端差、回热器回热度的改变将对循环效率以及回热器损失产生影响,回热器过程压损对循环的影响不能忽略。研究参数对循环热力学性能的影响呈现单调变化关系;相比于低温回热器,高温回热器特性参数对循环做功能力的影响更为明显。 展开更多

关键词 超临界二氧化碳 再压缩 布雷顿循环 回热器 热力学分析

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