涡轮增压器转子系统的模态分析和临界转速计算

对涡轮增压器转子系统分别采用三维实体模型法和一维梁单元模型法进行了模态分析和临界转速计算,得到了其固有频率、临界转速及各阶振型。结果显示:三维实体模型法计算出的各阶振型与一维梁单元模型法得到的结果相同,但固有频率和临界转速略高于一维梁单元模型法得到的结果,说明三维实体模型的刚度大于一维梁单元模型的刚度。对临界转速和滑动轴承油膜刚度的关系进行了计算,计算结果表明:刚度在一定范围内,临界转速避开了涡轮增压器的工作转速。     

陀螺效应对不同质量转子系统的模态影响研究

为研究陀螺效应对不同质量转子系统振动特性的影响,在其他转子部件和轴承不变的情况下,通过更改转轴的内径,获得不同质量的转子系统。考虑陀螺效应,对各转子系统进行不同刚度下的临界转速计算,探究刚度变化对不同质量转子系统临界转速的影响规律。研究发现随刚度的增加,存在一个刚度值,使不同质量转子临界转速的变化趋势发生变化。对不同质量的转子系统分别进行有无陀螺效应影响下的模态计算,对比分析各阶临界转速在两种情况下的偏差值,发现考虑陀螺效应的临界转速比未考虑陀螺效应的临界转速要高,而且陀螺效应对各临界转速影响不同。通过对比不同质量转子系统临界转速的偏差值,发现转子系统质量的大小对陀螺效应的作用效果也有一定影响。研究成果可为旋转机械转子系统的设计和工程校核提供参考。     

基于流固耦合的多级导叶式离心泵转子模态分析

为了研究多级导叶式离心泵转子运行特性,以五级导叶式离心泵为研究对象,采用ANSYS模块下的Woekbench对该五级导叶式离心泵进行无预应力和有预应力下的模态计算。结果表明,旋转离心力对固有频率的影响大于流固耦合力;在同时考虑流固耦合力和旋转离心力的条件下,该五级离心泵的固有频率介于只考虑旋转离心力和只考虑流固耦合力之间,且各阶临界转速更接近只考虑旋转离心力时的临界转速;旋转离心力对各阶振幅的影响较小,而流固耦合力对各阶振幅的影响较大;额定转速小于1阶临界转速的0.8倍,该五级导叶式离心泵转子系统是一个稳定的刚性系统。     

考虑陀螺效应的增压器转子动力特性分析

借鉴对称矩阵的子空间迭代法思想,将辛子空间迭代法应用于增压器系统,以某增压器转子为例,充分考虑涡轮增压器的特殊性,建立了涡轮增压器转子的有限元模型,并在计算模型中综合考虑了轮盘的陀螺力矩,转动惯量、支承和轴套等因素,分别计算了增压器转子在不同支承刚度下临界转速、振型的变化趋势,分析了支承刚度对增压器转子动力学特性的影响.计算结果表明:改变支承刚度可以有效地调整该增压器转子的临界转速,但对转子各阶临界转速振型影响不大.     

基于API617的双级盘式TRT转子优化设计

为了提高高炉煤气余压回收透平发电装置的能量回收率和运转效率,根据API617标准,设计了15种盘式双级可调静叶TRT转子-轴承系统,并且采用数值模拟的方法详细分析、计算了这15种方案的临界转速、动力响应及转子不平衡的稳态响应等重要的转子动力特性。研究结果表明:轴承跨距的增大有利于提高转子的临界转速;单纯增加轴的直径只能增加轴刚性支承下的临界转速,转子-轴承系统有阻尼的临界转速反而降低;通过合理分布转子的质量可以成功实现双级悬臂TRT的开发设计。此项研究可为进一步提高国内TRT转子设计水平提供经验依据。     

超超临界汽轮机转子系统的稳定性计算

考虑汽流激振的超超临界汽轮机转子系统的稳定性分析是个较新的课题。采用有限元法,对超超临界汽轮机轴系建模,将转子和不转动的轴承一基础系统作为一个耦合整体处理,开发了耦合计算程序,能够计入汽流激振,使计算更符合机组运行工况。开发的程序可以计算转子各阶模态振型与临界转速,进行稳定性的分析。算例计算的结果表明,方法和开发的程序正确合理,可以为超超临界汽轮机轴系稳定性的判断、结构与参数的设计起到一定作用。     

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.     

汽轮机转子模型振动特性的实验与计算分析

搭建了最高转速为8 000 r·min-1的转子振动测试实验台,使其可以实现单双跨转子动平衡和临界转速的振动测试。用幅频图法测量转子模型的临界转速,实验测得转子的转速—振幅图,由于副临界转速的存在,所以不能确定振幅波峰是转子的临界转速还是副临界转速。为了区分副临界转速和临界转速,利用ANSYS软件对转子进行模态模拟计算,判定了转子的临界转速和副临界转速。用影响系数法将不平衡转子进行实验配平,通过动平衡前后振动波形图、幅频特性图和轴心轨迹图的比较,证明了动平衡实验取得了良好的效果。     

转子临界转速的测定与计算

介绍了转子临界转速的实测数据及测试方法,采用传递矩阵法计算了该转子的临界转速,并对结果进行了比较。     

汽轮机轮盘质量及位置对转子临界转速影响试验研究

汽轮发电机组在临界转速时转子的振幅急剧增大,造成动静之间碰摩,给机组带来一定的危害。转子临界转速的计算方法多种,但是往往计算结果与实际误差较大。通过伯德图法、频谱分析法和李莎茹图法进行转子临界转速测量,实验结果显示3种方法所测结果基本一致,并确定选取伯德图法测量转子临界转速较为准确;通过改变转子上轮盘的质量和位置变化,利用伯德图进行转子临界转速测量,得出随着质量的增大转子临界转速会减小,在偏离转子中心位置较远处影响不大;相同质量情况下,轮盘偏离转子中心越远,转子临界转速增加得越快。该试验结论可指导工程实践,对现场临界转速的计算、仿真和实验起到一定的借鉴作用。     

分布拉杆转子动力学建模与分析

通过接触力学建立了分布拉杆转子轮盘间接触的等效弯曲刚度的表达式,进而分析了等效弯曲刚度随偏转角和拉紧力的变化规律;同时将等效弯曲刚度添加到拉杆转子模型中并进行数值仿真,进而得到分布拉杆转子临界转速随等效弯曲刚度的变化趋势。研究结果表明:等效弯曲刚度与转角间并不始终是线性关系,当转角达到某一值后,等效弯曲刚度随转角变化呈指数式变化;同时拉杆转子随拉紧力的增加,临界转速增加较多。     

带有尾透的某型空气压缩机的动力特性分析及对策

利用有限元法计算了带有尾透的某型空气压缩机两种方案的转子动力特性，表明两方案动力特性基本相同；进一步分析了尾透对整个转子力学特性的影响，发现转子在联轴节和尾透处具有不平衡敏感性，经常引起机组振动超标，提出了采用主动平衡技术的解决方案。     

国产300MW机组振动问题分析及治理

国内三大动力集团公司生产的300MW机组在运行过程中存在一些较为普遍的振动问题,如过发电机/励磁机临界区域振动大、4号轴承振动偏大、大负荷下高中压转子轴承突发性振动等,严重影响机组的安全可靠运行。阐述了国产300MW机组的振动特征,分析振动原因,并总结处理过程,给出现场振动治理的措施。     

风机转子的振动与临界转速计算分析

某电厂锅炉送风机,多次发生叶片断裂事故,严重影响了电厂生产的正常运行,本文针对风机转子进行了固有频率振型和临界转速计算,根据对计算结果的对比分析,排除了转子结构不合理是造成事故直接原因的假设,避免了电厂对转子结构进行了不必要的改造。     

大型发电机转子轴系横振评判标准分析

为了保证大容量汽轮发电机组转子轴系在电厂的长期安全运行,其横振特性在设计及运行阶段均须满足相应的评判标准.总结了国内外标准及行业标准中对于发电机组转子轴系横振特性的评判要求,运用Riccati轴系传递矩阵法分别计算了600 MW、1 000 MW等级大型发电机组轴系临界转速,并结合权威测试机构对机组的现场升降速试验数据进行了调研,将多组计算和试验得到的转子轴系临界转速与相关标准进行了对比.分析结果表明,现行横振评判标准具有较好的适用性,并建议可将频率、响应、敏感度等指标结合,以评判发电机组横振特性的优劣,进一步提高标准的适用性,从而提高大型汽轮发电机组轴系设计的可实现性.     

The effect of blockage on tidal turbine rotor design and performance

The performance-enhancing effects of closely packing tidal turbines in single row arrays (tidal fences) are evaluated in this computational study. Infinitely long tidal fences are simulated with a range of lateral rotor spacings using a blade element momentum method embedded in a Reynolds averaged Navier–Stokes solver (RANS-BEM).First, a rotor design tool is applied to determine a hydrodynamically optimal rotor design for each lateral spacing. In the RANS-BEM method, the effect of blockage (the ratio of rotor swept area to channel cross-sectional area) on rotor optimization is accounted for. Increased blockage is found to result in increased optimal solidity and decreased optimal pitch. Next, each rotor design is simulated in its design spacing as well as several off-design spacings. The resulting power coefficient is largest when the rotor optimized for the highest blockage case operates in the array with the closest lateral spacing. Further, although a rotor's performance is improved through operation at a blockage higher than its design point, it still exhibits inferior performance relative to a rotor designed for that higher blockage. The results indicate that blockage must be considered in the rotor design process if the optimal rotor efficiency for a given spacing is to be achieved.     

Do we really need rotor equivalent wind speed?

The use of the rotor equivalent wind speed for determination of power curves and annual energy production for wind turbines is advocated in the second edition of the IEC 61400‐12‐1 standard. This requires the measurements of wind speeds at different heights, for which remote sensing equipment is recommended in addition to meteorological masts. In this paper, we present a theoretical analysis that shows that the relevance of the rotor equivalent wind speed method depends on turbine dimensions and wind shear regime. For situations where the ratio of rotor diameter and hub height is smaller than 1.8, the rotor equivalent wind speed method is not needed if the wind shear coefficient at the location of the wind turbine has a constant value between ?0.05 and 0.4: in these cases, the rotor equivalent wind speed and the wind speed at hub height are within 1%. For complex terrains with high wind shear deviations are larger. The effect of non‐constant wind shear exponent, ie, different wind shear coefficients for lower and upper half of the rotor swept area especially at offshore conditions is limited to also about 1%.     

温度场对燃气轮机拉杆转子临界转速的影响

对某B型燃气轮机拉杆转子建立整体简化计算模型,在自由-自由支承状态下前三阶固有频率有限元计算值与实物模态测试值误差均小于3.5%,说明用整体模型作动力学分析可行.基于传热学理论,用有限元法求解了该燃机转子的稳态温度场.计及稳态温度场后该燃机前三阶临界转速的计算值均在其对应的运行实测值范围内.文中还给出了B型燃机总支承刚...