轴流压气机叶片磨损位置模拟方法研究

采用气固两相流计算方法,对某型燃气轮机压气机实际工作环境中沙尘颗粒对压气机叶片磨损特性进行了全三维数值模拟研究,分析了叶片表面磨损位置的分布情况。研究表明：同级与不同级压气机叶片均呈现出明显的非均匀磨损特性,同级叶片的最大磨损浓度可以达到最小磨损浓度的2.9倍,不同级叶片的平均磨损浓度最大相差17.8倍;同一叶片上,颗粒对叶片前缘的磨损程度高于尾缘;随着转速的增大叶片的磨损率最大增加120%且非均匀性进一步增强。     

动叶可调轴流风机叶片磨损对其性能的影响

利用Fluent软件对某单级动叶可调轴流风机进行全三维数值模拟,分析了不同动叶安装角下的颗粒轨迹、动叶压力面颗粒质量浓度分布和叶片磨损特征,并比较了不同动叶安装角下叶片磨损对风机性能的影响.结果表明:动叶安装角增大导致颗粒运动轨迹更加复杂,在叶片间反弹更加频繁,撞击尾缘的颗粒数增多,压力面颗粒高质量浓度区域向尾缘延伸,尾缘磨损加剧;受叶片磨损影响,在运行一段时间后风机全压基本不变,而效率显著降低,随着动叶安装角的增大,风机效率降幅有所减小.     

含砂水对混流泵过流部件磨损的数值模拟

为了分析含砂水介质通过混流泵时的流场特性及叶片磨损情况,基于UG软件对混流泵进行建模并利用ICEM软件对其进行网格划分,使用CFX软件对含砂水两相流介质通过混流泵时的内部流场进行模拟分析。结果表明:混流泵磨损主要集中在叶轮叶片和空间导叶处,而且在叶片进口处容易出现磨蚀现象;混流泵扬程随流量增大而减小,效率随流量先增大后减小,且混流泵输送含砂水效率低于输送清水效率。     

燃气轮机失调叶盘系统的振动特性分析

叶片 /轮盘系统的周期对称性经常由于制造、材料 ,以及非均匀磨损和其它因素而被破坏 ,引起系统出现失调现象 ,表现为叶片结构特性的微小变化可能导致叶片振幅和响应的急剧增大。利用有限元通用程序的子结构技术 ,建立失调叶片 /轮盘耦合系统三维有限元模型 ,对一个有 1 6个叶片的叶片 /轮盘耦合系统进行了振动特性计算分析 ,给出了叶片分散度和耦合度对振动特性的影响。     

风电场风速对风机叶片性能影响的模拟分析

建立了风机叶片的三维数学模型,采用计算流体动力学软件Fluent对风机叶片流场进行了模拟分析,通过调用Static Structural模块进行叶片形变分析,并在Workbench平台下实现了流固耦合.基于该方法研究了不同风速下的流场分布情况和叶片变形情况.结果表明:本文计算值与文献[14]中的测量值吻合较好,两者最大误差不超过5%,验证了本文数学模型和计算方法的正确性;随着风速的增大,叶轮表面的速度值也在增大,气动压强分布的不均匀性更加明显;当风速由5m/s增大至12.5m/s时,叶片的最大形变量增大了0.91m,叶片形变量与风速呈非线性变化关系;挥舞是叶片的主要振动形式.     

尾气颗粒对可变混流涡轮增压器喷嘴环冲蚀磨损特性的数值模拟

可变涡轮增压器在运行过程中其涡轮喷嘴环会受到尾气颗粒的冲蚀磨损,造成喷嘴环叶片失效和涡轮运行效果下降。借助CFD软件对可变混流涡轮内部的气固两相流进行数值模拟计算,分析喷嘴环开度的变化和颗粒粒径对喷嘴环磨损规律的影响。结果表明：喷嘴环处于不同开度下时,磨损率和磨损区域均有所不同,磨损区域主要集中在喷嘴环压力面的中后段区域,随着开度的增大,磨损率和磨损区域均减小,压力面的磨损程度明显大于吸力面;尾气中的小颗粒因惯性较小对气流的跟随性较好,主要撞击喷嘴环前缘,且开度对喷嘴环前缘的磨损影响较小;尾气中大颗粒的运动轨迹趋于直线,主要撞击喷嘴环压力面的中后段区域;由于涡轮进气涡壳结构的周向不对称性,使得涡轮内部流场沿周向分布不均匀,导致不同周向位置的喷嘴环磨损率和磨损区域有所不同,且随着开度的增大,各喷嘴环之间的磨损差异也增大。     

基于EDEM-Fluent耦合的离心泵内过流部分的磨损特性研究

运用EDEM-Fluent软件,采用连续流体介质与固体颗粒离散元耦合计算方法,在同样的泵入口颗粒浓度下模拟计算了0.7Q_d、1.0Q_d和1.3Q_d3种工况的离心泵内固液两相流场。通过引入Archard磨损模型,计算得到叶轮叶片头部、叶片尾端、叶片工作面、叶片背面、叶轮前盖板、叶轮后盖板和蜗壳等过流部分的磨损量和磨损规律。结果表明:蜗壳的磨损量约占泵内总磨损量的70%;叶轮内的磨损集中在叶片前缘、工作面尾部与后盖板交界以及背面后半段与前盖板交界处;小流量工况下,叶轮前盖板磨损量较大,随着流量增大,叶轮叶片工作面和后盖板磨损增加显著。     

风沙环境下风力机叶片冲蚀磨损的数值研究

基于N-S方程,结合RNG k-ε湍流模型和DPM模型对风沙环境下风轮的冲蚀磨损行为进行数值计算。通过分析不同颗粒直径和浓度下风轮的冲蚀磨损特性,研究风沙对风力机叶片冲蚀磨损的主要部位,以及叶片磨损与颗粒粒径和沙尘浓度的关系。研究发现,叶片磨损最严重的区域位于叶片前缘部分,次严重区域为叶片压力面;颗粒粒径对叶片磨损区域和磨损速率的大小影响显著;颗粒浓度对磨损位置影响很小,叶片的磨损速率随着颗粒浓度的增加呈线性规律增加。     

叶片非均匀磨蚀特征对风力机气动性能的影响

结合中国西北地区风沙活动频繁的特点,以1.5 MW叶片的缩比模型作为试验用风力机叶片,设计风沙流冲蚀磨损装置,对叶片压力面沿弦向和展向分区域冲蚀。将加装冲蚀后叶片的风电机组进行车载试验,研究叶片分区域非均匀磨蚀特征对气动性能的影响。结果表明：前缘磨蚀叶片在小安装角下总体导致风电机组输出功率减小,气动性能下降,风能利用系数在31.7°安装角下降更明显;展向半冲蚀叶片小安装角时使风力机输出功率和风能利用系数均下降,而安装角增大后出现气动性能提高的积极效应;展向全冲蚀叶片小安装角时体现出积极效应,安装角增大后引起气动性能劣化。     

煤泥的桨叶干燥过程研究及其应用展望

煤泥干燥是提高煤泥质量的重要途径。建立了桨叶干燥机干燥煤泥的实验装置,实测了1 m2单轴桨叶干燥机干燥煤泥的基本性能,给出了典型工况下的煤泥走料量和出口含水率数据。实验结果表明:桨叶干燥机干燥煤泥是可行的,在合理的操作参数下其出口含水率可以降至15%以下。分析了带尾气余热回收的煤泥干燥—燃烧一体化系统的主要特点,该系统净热耗明显低于湿煤泥直燃系统。所得结果可为工程应用提供参考。     

大比例煤泥掺烧对CFB锅炉设备性能影响分析

针对大容量流化床锅炉内大比例掺烧煤泥进行全面理论分析及论述。煤泥的掺入会导致炉膛温度略有下降,整个温度场水平趋于平均。添加煤泥不利于床料的积累,大比例添加时还会引起床压的下降,低床压时(10 kPa以下)不宜采用较大的煤泥添加比例。掺烧30%以上的煤泥时,分离器返料整体质量增加;大比例掺烧煤泥后磨损量增加30%以上,但排烟温度的升高降低了设备腐蚀的压力。随着煤泥添加比例的增加风机电耗有所增加,增幅方面引风机最大;其次是二次风机,一次风机电流增幅较小。总体来看掺烧煤泥有利于炉内脱硫,且不会对脱硝过程及NO_x排放产生明显的不利影响。     

辛置选煤厂浅槽煤泥水处理系统改造实践

对辛置选煤厂浅槽煤泥水处理系统改造实践进行了探讨.辛置选煤厂原设计浅槽煤泥水处理系统分级旋流溢流、振动弧形筛筛下水、离心机离心液成为细煤泥水直接进入浮选流程,由于筛篮磨损等原因,后续浮选跑粗、浮选作业难度大.为此,将振动弧形筛筛下水和离心机离心液再次返回分级旋流,降低煤泥水中的粗颗粒含量,以改善浮选作业效果.现场生产表...     

叶片扩压器制造工艺研究与改进

针对增压器叶片扩压器零件加工效率低,加工过程中易产生变形,刀具易磨损,制造成本高等问题开展了工艺分析和研究,提出了解决问题的措施,并对加工工艺进行了改进。试制和批量生产验证:采用改进工艺后,叶片扩压器零件的加工质量稳定,生产效率明显提高。该工艺改进措施可为类似叶片扩压器零件的加工提供了一种新的加工方法。     

叶片包角对高比转速离心泵固液两相流动的影响

为研究叶片包角对高比转速离心泵固液两相流动的影响,采用Mixture多相流模型,利用CFX软件对5种不同叶片包角的高比转速离心泵进行了固液两相湍流数值模拟,分析了固液两相流中固体体积分数分布及速度变化规律。研究表明:在2%的泥沙含量条件下,随着叶片包角的增加,效率有所下降,叶片包角φ=100°时效率最优;颗粒主要分布在叶轮后盖板及叶片背面尾部;固体速度在距后盖板的0.7位置及叶片头部位置达到最大;随着包角的增大,叶轮流道内的压力在减小,后盖板、叶片背面尾部的颗粒浓度明显降低,流道和叶片上的固体速度会增加;颗粒浓度下降速度快慢的临界点在距离后盖板0.15处;叶片背面颗粒浓度的峰值点出现在叶片长度为0.9处,此时,φ=110°时的颗粒含量受到包角的影响最大;综合颗粒体积分数及固相速度的分布规律,适当增大叶片包角使得效率降低,但可改善固液两相流离心泵后盖板及叶片背面磨损情况。     

高水头电站水轮机沙水流动特性的数值研究

研究泥沙磨损有助于降低水轮机磨损,延长水轮机使用寿命。运用Partical两相流模型对高水头多泥沙电站的水轮机全流道内部沙水两相流动进行数值计算,并分别分析转轮进口沿叶高20%、50%、80%流面的流动特性。计算结果表明,压力从固定导叶进口到转轮出口圆周方向的周向性较好,分布合理,最低压力高于空化压力。活动导叶上泥沙相体积分数最高在导叶头部位置,尾部泥沙相体积分数也较高,导叶靠近头部处和导叶尾部泥沙速度最大。转轮叶片各叶高流面泥沙相体积分数均在叶片工作面尾部达到最大,叶片头部和尾部位置泥沙速度均较高。研究结果对水轮机选材、关键磨损部位的预测及防护方案具有指导意义。     

多泥沙河流水电站水轮机转轮内部流动数值模拟

针对多泥沙水电站水轮机转轮的泥沙磨损问题,以HLA351-LJ-275水轮机为模型,对水轮机在设计工况下,运用N-S方程和标准κ-ε湍流模型,利用CFX求解器进行仿真流动模拟。水轮机转轮进口沿叶高20%、50%、80%流面的压力、泥沙速度及泥沙体积分数分布的数值结果表明,水轮机转轮叶片工作面压力大于背面且最小压力高于气化压力。泥沙速度在叶片进水边和出水口位置普遍较高。水轮机转轮叶片工作面的泥沙体积分数大于背面,叶片工作面的泥沙体积分数在叶片出水口普遍较高,叶片背面的泥沙体积分数在叶片进水边普遍较高。研究结果对多泥沙河流水轮机转轮叶片的泥沙磨损评估及维修具有指导意义。     

两种煤泥锅炉的技术技术经济分析

以山东某热电厂采用的鼓泡床和循环床煤泥锅炉的运行实践，分析了两种煤泥发电技术的经济差别，特别是鼓泡炉的埋管经常磨损引起的巨大损失以及需要外购石英砂床料带来的巨大费用，表明采用无埋管循环流化床煤泥锅炉则可减少损失134．8万元／年。     

风力机叶片涂层风沙冲蚀磨损特性的风洞试验研究

传统的挟沙冲蚀试验台与风沙风洞难以构建均匀风沙流场,难以准确反映风力机叶片的风沙磨损特性。因此,在改造的风沙风洞中,通过对风力机叶片平板试样开展涂层冲蚀磨损试验,探究不同冲击速度、冲击角度及有效截面质量流率对风力机叶片涂层材料冲蚀特性的影响规律。试验结果表明：有效颗粒质量流率一定时,在相同冲击速度与冲击时间内,磨损量在冲击角度约为30°时达到最大。小于30°时,磨损量随冲击角度的增大而快速增加,大于30°时磨损量随冲击角度的增大而逐渐降低;磨损量随冲击速度的增大而增大;磨损量随有效颗粒质量流率的增大而呈线性增大趋势;切削磨损量与总磨损量有相同趋势,冲击磨损量随着冲击角度的增大而逐渐增大。     

挟沙风对风力发电机叶片冲蚀磨损的数值研究

风力发电机叶片的风沙冲蚀问题是风电机组耐候性研究的重点之一,该文通过数值模拟的方法,基于1.5 MW的叶片,建立相似模型,研究不同沙尘粒径、不同来流风速和不同叶尖攻角等冲蚀条件对叶片的磨损特性及规律。研究表明：叶片受到的磨蚀率随风速增大而增加,在9 m/s风速时冲蚀分布集中于叶根、叶尖附近,随着风速增大冲蚀由叶根向叶片的中后段移动,且冲蚀效果更显著;随着沙粒粒径增大,叶片磨蚀率逐渐增大,且集中在叶根和叶片中前段;风沙冲蚀角度影响叶片表面的冲蚀分布,角度越大,冲蚀分布的面积越大。     

挟沙风作用下风力机叶片涂层冲蚀磨损研究进展

随着化石资源的逐渐枯竭,风力发电技术在近几年得到了大力的发展。内蒙古中西部拥有得天独厚的风力资源,但其周边环境恶劣,风中挟带着大量的沙粒对高速旋转下的风机叶片涂层冲蚀磨损严重,导致风电场对叶片的运营维护成本增加。本文对国内外有关涂层材料的冲蚀磨损研究进行了综述,讨论了涂层材料冲蚀磨损过程中各因素对磨损量、应力应变分布规律、磨损机理等的影响,为研究挟沙风对风机叶片涂层冲蚀磨损的过程提供一些思路和展望。