小流量工况汽轮机末级流动不稳定数值研究

针对汽轮机低压末级在小负荷工况下出现的流动不稳定现象,进行了非定常数值模拟研究和分析。对末三级叶片耦合排气缸进行建模,其中末级采用整圈形式,对17%设计质量流量工况进行非定常计算,小流量工况下汽轮机末级表现出类似于压气机旋转失速的现象,对流场监控数据进行周向模态分解及相关分析,确定了扰动的数目为30个,其周向传播速度约为转子转速的56%。最后,结合内部流动特征对非稳定现象的形成机理进行了探讨,小流量下由于径向流动阻塞了通道,并在叶顶间隙射流的作用下形成了通道内的周期性高压区,而前缘溢流和叶顶间隙射流耦合作用促成了叶顶进口附近周期性低压区的形成。     

跨声速压气机转子非定常流场的DMD模态分析

采用动力模态分解(DMD)方法对跨声速轴流式压气机转子叶尖区域的复杂流场进行分析。通过DMD分解技术捕获转子叶尖流场的动力学信息和对应的流动结构,选取小质量流量工况下的非定常计算结果为基础数据,得到该工况下99%叶高平面上流线方向速度、径向速度的DMD模态云图以及特征频率,评估了DMD方法分析跨声速压气机叶尖非定常流动特征的能力。结果表明:DMD方法能捕捉到转子叶尖非定常流场的特征频率,第二阶DMD模态的频率与转子叶尖区域小质量流量工况下的振荡频率相等,其他较高的几阶模态频率正好是振荡频率的倍频;提取的前四阶DMD模态中,第一阶模态与均匀流场较为相似;流场振荡主要由低阶模态引起,高阶模态只是流场信息的补充;在一个波动周期内,叶尖区域流场存在正负速度的交替变化过程。     

带进汽腔体的整圈斜置静叶的数值研究

基于某超超临界机组的汽轮机中压缸数据,对带进汽腔体的整圈斜置静叶进行了数值模拟.通过对进口流动角度的分布、不同周向位置叶片的表面压力分布、相对应的速度矢量图和压力云图以及斜置静叶下游流动参数的分析,研究了进汽腔体所带来的周向不对称性对下游叶片流动的影响,以及上游的周向不均匀性经过斜置静叶后的变化.结果表明:进汽腔周向进气的不对称性使周向进气角有偏差,导致冲角沿周向产生较大波动;气流经静叶之后,周向不均匀性会减弱.在设计第一级静叶时,应选择对来流进气角度不敏感的翼型.     

PDA和PIV在旋转叶轮测量中的周向定位

分析讨论了PDA和PIV测量系统在旋转叶轮测量中的周向定位的方法，为PDA和PIV更好地应用于旋转叶轮内部流场的测量提出了建议。     

PDA技术应用在风机动叶流场测量中的几个问题

介绍了激光相位多普勒测速（PDA）技术在轴流风机动叶内部流场测量中的应用，对于影响测量精度和效率的几个关键问题，如测量窗口的形式的选择、散射粒子的选择、散射粒子加入方式的选择、测量盲区的克服、流动噪音的处理等，进行了分析讨论。结合实践经验提出了一些切实可行的解决办法并得到了较好的测量结果。     

高速离心压缩机旋转失速的全流场数值模拟

使用商业计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)计算软件CFX求解三维雷诺平均的Navier-Stokes方程组,结合出口气腔模型对某带无叶扩压器的离心压缩机的旋转失速现象进行数值模拟。为了准确地模拟小流量下的失速流动现象,在CFD计算中采用包括蜗壳在内的全场网格。首先使用定常计算得到该离心压缩机的稳态性能曲线,并和试验测量值进行比较。然后引入出口气腔模型,模拟离心压缩机内的旋转失速流动。在小流量下模拟得到离心压缩机内部流场的非定常流动现象。分析气腔模型不同参数对失速流动的影响,气腔体积越大,计算得到的失速频率越低。     

烟尘粉尘向大气排放的激光监测技术研究

提出了能直接测量烟尘和粉尘排放浓度和粒径大小的激光监测技术 ,具有实时快速、非接触、在线、无需取样和连续测量的优点。实验研究表明了该项技术的工作原理是正确的 ,测量结果是准确可靠的     

汽轮机低压排汽缸内辅助板块对其性能影响的数值研究

采用数值计算的方法,求解得到汽轮机低压排汽缸内部的流场,通过比较静压恢复系数和流动不均匀系数分析了有无加强肋和涡壳挡板对流场和性能的影响。计算表明挡板通过破坏通道涡,改善了排汽系统的静压恢复能力,而背弧上的肋板则削弱了通流能力,导致排汽缸静压恢复能力下降。     

带失速延迟模型的改进型升力线法预测风力机性能

采用带Du-Selig静态失速延迟模型的改进升力线法对风力机不同来流风速下的性能进行预测,静态失速延迟模型可以弥补对输出功率的低估;还分析了来流风速在7.0~10.0m/s时沿径向的攻角分布以及有无失速延迟模型时的升阻力系数分布。通过比较发现在中间叶高处出现最大攻角,相应地在该叶高位置最先发生流动分离。     

透平静叶表面多排孔气膜冷却特性试验研究

为研究燃气轮机透平静叶表面的气膜冷却特性,搭建了平面叶栅气膜冷却试验台,采用红外成像技术测量了带有多排扇形气膜孔的透平静叶表面气膜冷却有效度和传热系数,分析了不同吹风比下静叶压力面和吸力面不同孔排下游气膜冷却有效度和传热系数的分布规律.结果 表明:随着吹风比的增大,静叶压力面各排孔后气膜冷却有效度增大,静叶吸力面孔排1下游气膜冷却有效度减小,吸力面孔排2和吸力面孔排3下游气膜冷却有效度先增大后减小,吸力面孔排4下游气膜冷却有效度增大;大吹风比时,气膜出流使得静叶表面大部分区域展向平均传热系数相比无气膜时小幅增大.