燃气轮机压气机喘振监测方法研究

压气机喘振是一种对燃气轮机安全运行具有严重破坏作用的不稳定流动。在研究某燃气轮机控制系统的过程中发现,其控制逻辑中没有针对压气机喘振的控制策略。为了保证燃气轮机安全运行,避免发生喘振对燃气轮机造成破坏,在现有测点基础上研究了在燃气轮机控制系统中增加压气机喘振监测的方法。     

燃气轮机压气机喘振故障分析与防喘方法研究

本文围绕如何提高燃气轮机压气机的稳定性,防止喘振的发生问题,对喘振的特征、形成机理进行了详细的分析,总结归纳出导致喘振的因素,并提出了相应的防喘方法和解决措施,为燃气轮机的安全运行提供技术参考和借鉴。     

压气机动态模型的建立及喘振过程分析

在SIMULINK环境中,建立了压气机动态数学模型。为了模拟压气机喘振和旋转失速现象,压气机特性图被延伸到负流量区域,还考虑到了气体通过压气机的延迟。模拟了压气机的喘振过程,并对压气机压力信号进行FFT变换,检测了压气机喘振。仿真结果表明:模型能预测压气机喘振过程中压力、流量和转速的振荡频率和振幅;压缩系统的转动惯量、稳压室容积等结构参数影响喘振特性;模型动态调节特性好,可用于压气机控制系统模型,具有广泛实用性。     

工业燃气轮机进气室设计参数对压气机进气均匀性影响的数值研究

为了降低径向进气室对压气机通流性能的影响,通过三维数值仿真对进气室的设计参数进行了研究。首先,量化评价了不同的进气室平直段子午型线对压气机进气均匀性的影响,然后对进气室支板与平直段支撑筋之间的相对角度进行了研究。研究结果表明：压气机的通流裕度对进气室平直段的型线较为敏感,需要谨慎修型以确保通流性能不会衰减;进气室平直段型线的改型主要诱发压气机进口径向叶尖的旋流畸变;而进气室支板与平直段支撑筋之间相对角度的改变对压气机进口的周向叶根畸变略有影响,支板与支撑筋重合会导致进气室的压损增加,压气机的喘振裕度略有下降,建议支板与支撑筋错开一定角度。     

压气机喘振的空气动力学分析和防范措施

本文从空气动力学的角度分析了压气机的气流在扩压器内的流动状态;指出压气机发生喘振的机理是由于种种原因使进入压气机的空气流量减少所致。实践表明,改变扩压器的叶片进口角,使其通流面积的直径适当减小,是防止压气机喘振的一个特例。     

压气机喘振机理及防喘措施研究

喘振和旋转失速裕度等稳定性问题是压气机设计者所关心的主要问题之一,为提高压气机稳定工作范围,本文通过对叶片基元级速度三角形的分析,详细探讨了压气机喘振产生的机理,以及压气机喘振时的特征表现,并在此基础上介绍了4种常用的轴流压气机防喘措施,深入分析每一种防喘措施的工作原理,总结了各种防喘措施的优缺点和适用范围.     

6FA燃气轮机进气系统流量校准方案分析

本文基于某6FA燃气轮机项目进气喷嘴校准装置的设计过程,通过建立进气道模型,选择与安装流量喷嘴、测压耙与扫描阀的方案,说明安装进气流量校准系统的作用与安装校准装置对进气流量喷嘴空气流场的影响,结果可帮助提高燃气轮机进气流量测量精度。     

弯管进气对离心压气机效率的影响

对弯管进气的离心压气机进行数值模拟计算,通过与直管进气试验和数值模拟结果的分析对比,研究弯管对离心压气机效率的影响,分析在3种不同形式的弯管进气条件下压气机效率的变化。研究结果表明:弯管进气时压气机效率有所降低,不同形式的弯管进气对压气机效率的影响不同。在恒定转速小流量工况下,弯管与直管进气压气机效率相差较小,随着流量的增加,弯管进气与直管进气压气机效率差值逐渐增大;当转速不同时,弯管进气造成叶轮进口严重的气流不均匀流动,使效率下降,高速大流量工况效率下降最为明显,其中普通90°弯管进气效率最大降幅为7%。     

某型压气机高压进气机匣的改进设计

为了降低某型压气机进气机匣的总压损失,借鉴了作者在流道设计方面的经验,及进气道设计典型结构和设计原则,给出了3种改进的进气机匣结构设计方案,应用Fluent软件,对原方案和3种改进方案进行三维流场CFD计算,对比分析几个方案计算结果,得到了一个比较理想的改进方案,使最终优化改进方案进气机匣的总压损失降低到原方案总压损失的1／4,并提出了进气道设计改进的一些基本方法和有效措施。     

压气机级性能预测方法和级内流动损失分布分析

本文通过对现有的压气机性能预测方法的分析研究,提出了一种适用于大、中型压气机级的简便的性能预测方法,并通过实例计算加以验证。同时,对复杂的级内流动损失分布进行了初步分析。     

内燃机缸内流场的全场测试实验研究

传统的单点测量技术只能获得流场中某一点的瞬时流速，对于非稳态的内燃机缸内流场，这显然是不够的。本文将粒子图像测速技术用于研究内燃机缸内流场，可以测定某一瞬时的缸内流场全场流速分布。开发成功的实验装置可模拟四冲程发动机的缸内流动，并适合于用粒子图像测速技术来测定缸内及燃烧室内的流场。实验系统采用短间隔多脉冲激光，使照相底片曝光来拍摄流场照片，然后用ＰＩＶ照片分析处理系统对其显微放大，直接读取示踪粒子的位移，使粒子像对的判别更准确容易。实验结果表明，这种实验系统是可行而实用的。     

汽轮发电机转子风斗流动特性的实验研究

在转子气隙取气通风系统中,风斗的取风与引风性能直接影响系统的通风冷却效果.对汽轮发电机转子气隙取气斜流通风系统进行了静态实验模拟,研究了结构参数和结构型式对转子进、出风斗取风性能和引风性能的影响规律,为汽轮发电机转子风斗的优化设计提供了可靠依据.     

压气机蜗壳通道中气流流动的数值模拟

利用任意拉格朗日 -欧拉 (AL E)计算方法对基于“等环量”理论并考虑气体粘性而设计的蜗牛式压气机蜗壳进行了数值模拟。模拟计算结果与试验所测得的结果基本吻合 ,证明利用本计算程序所进行的数值模拟是可行的 ,计算结果对蜗牛式压气机蜗壳的优化设计具有参考价值     

分级进风旋流燃烧室内湍流燃烧的数值模拟

应用考虑湍流-化学反应相互作用的代数二阶矩-概率密度函数(PDF)湍流燃烧模型,对分级进风旋流燃烧室内两组工况下的甲烷湍流燃烧进行了数值模拟,得到的二氧化碳浓度和气体轴向脉动速度均方根值分布与实验数据相符合,得到的气体轴向和切向速度、轴向一切向脉动速度关联量、温度和氧气浓度分布与实验数据基本相符合.研究结果表明,选取适当的二次风率可以起到优化燃烧过程的作用.     

受高温空气加热的煤粉气流着火过程数学模型

在一维平面层流煤粉气流着火模型的基础上,提出了一种一维平面紊流煤粉气流的着火模型。该模型不仅考虑了火焰中的辐射传热,煤粉热解,挥发分燃烧和多相反应等过程,同时还考虑了紊流对气相质量及能量扩散的影响,使该模型更能真实地反映工程实际。此外,通过实验对所建立的数学模型进行了实验验证,两者结果吻合较好,表明所建立的数学模型是正确可信的。     

风冷骨料料层气流阻力研究

针对多粒径不规则骨料料层中复杂空隙的气流阻力问题,采用简化固定床流动模型,利用孔隙流 （管道流）理论推导了单位长度料层气流阻力计算公式,并基于实测数据修正计算公式。结果表明,计 算结果与前人实验研究数据相吻合,为类似工程应用提供了理论分析和准确计算的依据。     

旋转对气冷涡轮内部流场影响的PIV测量

采用PIV测速技术分别对旋转和不旋转两种情况下的气冷涡轮内部流场进行实验测量,研究旋转对气冷涡轮内部流场的影响。同时改变吹风比(M=1.5,2),研究不同射流吹风比对涡轮流场的影响。实验结果表明,冷却孔射流下游附近存在明显的尾迹区域。旋转情况下涡轮内部流场中存在的离心力、哥氏力的作用使射流与主流的掺混流场结构改变。与静止涡轮叶栅流场相比,旋转对叶片压力面侧流场的影响明显大于吸力面。同时,吹风比增大使射流与主流掺混流场区域以及射流尾迹区的范围扩大。     

涡旋燃烧炉正反切向进风气固流动的数值模拟

涡旋燃烧炉是最近研制的一种新型固体燃料旋风燃烧炉，它采用了多级切向进风的结构。本文应用气固两相流的多连续介质模型及其数值计算方法，针对分级供入炉内的空气采用正反切向进风的条件，对涡旋燃烧炉内的气固两相湍流旋流流动进行了数值模拟。通过模拟结果的分析及其与分级同向切向进风情况的比较，探讨了在涡旋燃烧炉中采用多级正反切向进风方式的可能性。     

平板气膜冷却孔下游湍流场的试验研究

利用二维粒子图像测速（PIV）技术,在吹风比为0.5和1.0、雷诺数为480时,对平板直冷却孔和弯曲冷却孔下游湍流场的流动结构进行了测量,得到了中心截面及射流下游4个流向横截面上的平均速度、涡量分布以及烟雾显示照片,并分析了弯曲冷却孔通道对下游涡结构沿流向演化过程的影响.结果表明：冷却孔射流具有较低的射流轨迹,可以增强气膜的贴附效果,有利于提高冷却效率;弯曲冷却孔能为气膜提供较强的横向动量,使其具有较高的横向扩展能力,从而改善气膜的侧向覆盖效果.