多旋转部件无刷励磁机改进方案三维流场研究

为了研究无刷励磁机在整流盘与转子间增加机座环板结构对流场涡流尺寸的影响,建立了无刷励磁机的整机流场的物理模型,基于流体动力学原理(CFD),采用有限体积法,在计算域内对三维湍流流场进行了数值求解,得到了额定转速时,增加机座环板后,无刷励磁机内部各部分流场分布特点。结果表明,整流盘与转子间增加机座环板结构,有效减少了检修空间处的大涡流尺度范围。与现运行方案的计算结果相比,该方案的入口体积流量增加了13.89%,结果准确。为进一步优化该励磁机冷却风路系统提供了理论依据。     

某轴向通风无刷励磁机三维流场数值模拟

为了研究某轴向通风无刷励磁机的流场特点,依据计算流体动力学原理,采用有限体积法,建立该励磁机三维通风物理模型,并给出相应的边界条件,采用fluent软件对厂商提出的两个方案的流场进行数值模拟.结果表明,两方案的流动迹线特征不同,励磁机入出口无压差,定、转子轴向风沟间出现环流;入出口压差为742 Pa时,定、转子轴向风沟中的空气从风沟中直接流出并进入出风筒.采用有限体积法与等效风路法所得方案二的入口体积流量误差为0.04%,在工程允许范围内,证明了结果的合理性.研究结果可为同类型励磁机的风路设计提供参考.     

发电机端部线棒振动原因分析及处理

本文从发电机端部线棒振动的事故现象入手 ,对其原因进行了分析 ,并提出了解决方案。首先检查发现发电机定子端部线棒振动磨损 ,分析原因认为可能是由于存在频率共振 ,在运行中产生共振现象 ,引起发电机定子线棒端部产生磨损。通过做发电机定子绕组端部振形模态试验 ,制订出处理方案 ,处理结果令人满意 ,能够保障机组安全稳定地运行     

汽轮发电机定子绕组端部电磁力特性分析

以国产600 MW大型汽轮发电机端部结构为分析对象,对定子绕组端部的受力特性进行了理论研究。首先对端部结构进行简化,建立了定子绕组端部的数学模型,并利用镜像法和比奥-萨格尔定律计算得到了端部电磁力密度,给出了单根线棒上电磁力表达式的通式。然后分别比较了相差一个极距的同层线棒、同一定子槽中的上下层线棒、相差一个节距且鼻端相连的两根线棒等不同线棒之间以及线棒不同段之间的径向、切向、轴向电磁力密度。最后分析了同一相带内的同层线棒在同一时刻的电磁力密度变化趋势,并总结了其出现极值点的位置规律,所得分析结果对线棒的绑扎固定有一定的理论指导意义。     

基于有限元的变工况空预器热变形模拟和碰磨分析

空预器作为电厂主要辅机设备,在运行过程中不可避免地产生膨胀和位移,对机组安全运行造成潜在危害。为此,在采用差分法获得温度场的前提下,对启炉过程工况变化时空预器进行有限元分析,获得空预器转子、外壳的应力场和位移场变化规律,研究发现转子外圈所发生的膨胀位移量不同,最大膨胀位移量发生在周向方向烟气出口处的转子位置,该位置的转子上顶点最大变形量约为36.65 mm,转子下顶点最大变形量约为26.86 mm。对径向密封碰磨分析确定靠近中心筒位置的周向烟气侧出口位置冷端径向密封可能会发生碰撞,在停机检修过程或运行过程适当调整扇形板运行位置,避免碰磨同时,减少径向漏风。     

基于MATLAB的1 000 MW核电机组反应堆CHF特性分析

以某1 000 MW机组核电站压水堆设计及试验数据为依据,将燃料组件沿轴向分为若干个控制体,利用MATLAB软件对临界热流密度(CHF)特性进行了计算。计算结果表明:正常运行工况下沿冷却剂流动方向,冷却剂温度从下部第一个控制体到最上部控制体,温度变化趋势为先慢后快最后变化平缓,最高温度值出现在堆芯出口处;燃料棒表面温度变化与核功率有一定的相关性,核功率比较大的燃料棒中间区域热流密度也较大;各核功率状态下偏离泡核沸腾比(DNBR)最小值出现在中间稍偏上的控制体处,DNBR值总体上呈两头大中间小的趋势;最高核功率状态下,最小DNBR值最接近1.3,实际热流密度最接近CHF,出现CHF现象的概率增加,运行过程中应防止反应堆超功率运行。     

多风路空冷汽轮发电机PIV流场测试实验台研发

为了研究定子多风路的大型空冷汽轮发电机内部气隙中(转子外表面与定子内壁面之间)的旋转空气速度场特征,研发并试制了电机通风粒子图像测速技术(PIV)测试实验台.首先介绍了实验台的风路设计方案及部件风扇、定子和转子各部分结构及相关尺寸;设计了PIV测试实验测量方案.然后,采用ANSYS有限元程序,在符合实际的边界条件下,对通风实验台的轴与支撑环及风扇支架、转子环进行应力分布计算及分析,计算并选择合适的拖动系统电动机,得出最终的结构方案,为实验台的加工制造提供基础数据.该实验台可为大型空冷汽轮发电机旋转流场可视化研究提供平台.     

空冷汽轮发电机转子温度分布

为了研究汽轮发电机转子温度分布情况,以某型空冷汽轮发电机转子为研究对象,建立三维物理模型。依据CFD原理,利用合理的基本假设和边界条件,对转子内冷却介质和固体部件的温度场进行数值求解,分析转子的温度分布。计算结果表明转子线圈温度最高达到了102℃,位于转子直线段的端部,没有超过温度限制;转子线圈整体平均温度为88.0℃,厂方试验值为87.5℃,误差为0.57%,所得结果为汽轮发电机的安全运行提供保障。     

径向通风电机流体流动及传热特性分析

为研究径向通风电机内部流体分布、传热性能及温升特性,根据径向通风电机通风结构及传热特点,建立三维流动及传热耦合的物理模型和数学模型,结合工程实际给出基本假设和边界条件,采用有限体积法对流体场及温度场进行求解,得出电机内部冷却介质流动性能、传热特性及电机各部件的温升分布情况。最后,对电机定转子股线、绝缘及铁心温升分布做了详细分析,获得电机温升分布趋势及温升最大值的位置。为径向通风电机综合物理场的准确计算以及通风结构的优化提供了理论依据。     

液体除湿系统在低湿洁净环境中的应用研究

对液体除湿空调系统在某药厂洁净室的实际运行做了现场测试,同时对该药厂洁净室运行的液体除湿空调系统的除湿部参数进行了测试,从理论上计算了除湿部空气出口的温度和含湿量的值。比较了除湿部出口空气温度和含湿量的理论值和测试值,其结果表明两者基本一致。     

液体除湿系统在低湿洁净环境中的应用研究

对液体除湿空调系统在某药厂洁净室的实际运行做了现场测试,同时对该药厂洁净室运行的液体除湿空调系统的除湿部参数进行了测试,从理论上计算了除湿部空气出口的温度和含湿量的值.比较了除湿部出口空气温度和含湿量的理论值和测试值,其结果表明两者基本一致.     

自力风扇性构件诱发的电机内流型演变特性研究

大型电机内流体流动及温度分布与自力风扇性构件的结构性能密切相关,建立考虑具有自力风扇性构件性能的径向通风槽钢动态效应的电机内流场理论分析模型,并对其内部流场流型演变特性进行研究是电机领域的迫切需求. 以一台6.5 MW双馈水轮发电机为例,利用流体场基本理论及数值研究方法,建立三维非定常紊流流场求解模型,并通过有限体积法,分析转速及转子径向通风槽钢的结构形态对电机内流场流变特性的作用以及影响程度,进而探究转子径向通风槽钢作用下的电机内流体场流型演变规律,为电机径向通风槽钢的结构设计及通风性能优化提供借鉴.     

径向多结构特征下风力发电机冷却性能研究

为了提升风力发电机的通风冷却性能,降低其运行时的温升,以一台3 MW永磁风力发电机为例,结合发电机的通风冷却性能及结构特点,在基本假设的基础上,建立发电机定转子流固耦合的三维物理模型,并给出求解条件。根据流体力学以及传热学理论,采用有限体积元法对电机内流体场与温度场进行了数值计算。同时,对径向通风沟提出了多种结构方案,并对不同方案下电机内流体流动特性及各主要部件温升进行了对比分析。研究结果表明:在一定范围内通过减小径向通风沟的轴向尺寸,能有效提高电机的冷却效果。当采用结构方案Ⅲ时,求解域内最高温升较原模型低6. 04 K。     

一起汽轮发电机定子线棒绝缘磨损原因分析及处理

某电厂2号发电机在2015年机组C修中发现汽端端部上层有三根线棒局部磨损严重,经现场检查确定是由于发电机汽端气隙隔板绝缘螺杆磨损断裂脱落,掉落的螺杆卡在线棒之间,运行中螺杆与线棒之间长期磨擦导致,由于检查处理及时,避免了一次定子绝缘事故。文章通过分析确认定子线棒磨损原因,推断绝缘螺杆脱落过程,并从现场施工、试验、维护等方面提出防范此类事故的措施。     

高温法兰连接系统温度场的有限元分析

利用有限元软件ANSYS创建法兰连接系统的三维温度场模型,建立螺栓、法兰、垫片间的接触对.设置边界条件及对流传热系数,研究了500 ℃高温条件下炼化装置中法兰连接系统的温度场及热流,并分析了法兰、螺栓、螺纹、螺母、垫片、空气柱的温度分布规律及具体温度值.结果表明:法兰温度从内壁面到外壁面逐渐降低,靠近螺母端外侧温度最低为334.952 ℃;螺栓温度从两端到中间呈现为先增大后减小的规律,螺栓内外侧温差最大值在螺栓的两端;垫片温度沿周向变化很小,垫片温度沿径向由内到外呈线性减小;上、下两段空气柱的温度关于垫片中面对称分布,靠近垫片端内侧温度最高.     

冬季自然通风与室内污染物的迁移特性

为研究冬季自然通风条件下室内污染物的分布及迁移规律,以非稳定传热方法确定了建筑围护结构的等热流边界条件,在此基础上,采用FLUENT中的Realizable k-ε湍流模型对兰州地区某住宅内的污染物浓度场进行了数值分析。结果表明:通过围护结构的耦合传热过程使得室内不同房间污染物浓度场的时空分布存在较大差异,房间整体通风效率随通风时间延长呈逐渐下降趋势;在51 min的通风期间,工况10、11、12的通风效率均在95%以上,而"双进口、单出口"的工况12通风效率达到了97%以上;综合考虑室内采暖温度、污染物浓度限值以及室内竖向温差,最终确定了工况12为最佳通风模式。     

基于热流管单元的混凝土通风冷却效果

我国当前通常采用内嵌水管通水冷却以降低混凝土温度,但在干旱地区或混凝土结构较高部分采用通水冷却施工较不方便,以空气作为冷却介质进行混凝土冷却能够较好地避免上述问题.相较于通水冷却,通风冷却施工设备较为简单,且由于空气密度较小,可采用竖直方向通风冷却.采用热流耦合单元,充分考虑风、水的沿程温度变化以及冷却管附近混凝土、远离冷却管混凝土不同的温度变化规律,进行通风冷却敏感性分析及通风冷却、通水冷却效果对比.仿真模拟结果表明:通风冷却能够较好地削减混凝土温度峰值;通风风速越快、通风温度越低、混凝土截面越小,通风冷却效果越好;选取适当的风速及通风温度,通风冷却能够达到与通水冷却近似的冷却效果.     

双水内冷同步调相机定子线棒水路堵塞温度场的分析

双水内冷同步调相机定子绕组由通入其空心股线中的冷却水进行冷却,冷却水路的堵塞会导致线棒过热,严重时造成股线绝缘及层间绝缘的击穿。掌握其水路堵塞引起的温度变化有利于正确诊断冷却水路的堵塞程度及严重情况。利用有限元法研究TTS-300-2型号的300 Mvar双水内冷同步调相机定子线棒冷却水路发生不同程度的堵塞时的定子线棒内的流体场与温度场,通过计算得出不同堵塞程度下水流速度及定子线棒的温度分布,以期为同步调相机内冷水路堵塞的故障诊断提供参考。     

多场耦合的电机温度场热关键参数等效

针对复杂工况下不稳定发热时多场耦合法计算电机全域温度场中关键参数问题,以封闭式结构自冷式异步电机为研究对象,建立二维电磁场-温度场耦合场求解模型计算电机全域暂态温度场。针对模型中热关键参数的等效问题,通过等效外壳表面散热系数处理外壳端部的散热,通过等效定转子对流系数处理定转子端部的散热。针对二维模型端盖的等效问题,通过修正热源的方法等效处理电机端盖的散热。搭建实验平台对电机进行温度场实验,通过对定子绕组、转子、外壳和筋板等部位仿真和实验结果的对比分析,验证热关键参数等效、修正热源等效处理端盖散热方法的正确性,以及多场耦合求解方法的合理性。     

大型汽轮发电机定子变结构对温度场的影响

汽轮发电机通风冷却技术对汽轮发电机的容量和性能有决定性的影响．针对大容量汽轮发电机通风冷却要求高的问题,以某大型空冷汽轮发电机定子为例,依据CFD原理,提出了两种改变结构的方案,保持铁芯的总有效长度不变,改变铁芯叠片的厚度不改变风沟数量和改变风沟的数量．模拟不同结构定子内部的流场和温度场,分析原结构和变化后结构的流场和温度场,以及电机各部分温度的空间分布特性,比较定子在不同结构下的运行性能．合理布置电机的通风结构,提高传热介质的利用率,降低铁芯与绕组等的温升．研究结果表明变结构后模拟最大温升为118℃,比原结构模拟结果的温升有所降低,且流场温度场分布更均匀,为大型空冷汽轮发电机定子的结构设计提供理论依据．