向心透平设计与出口相对气流角对透平效率的影响

选用烷类工质环己烷为循环工质,利用筛选法设计了进汽温度为150℃,功率为250 k W的有机朗肯循环系统中的向心透平,并利用计算流体力学软件ANSYS-CFX对动静叶栅流场进行三维稳态模拟,验证了设计方法的正确性。在此基础上研究了7种不同出口相对气流角β2对透平效率的影响;结果表明,所设计的ORC向心透平表现出良好的气动性能;并且在β2为32°情况下有较好的叶轮性能和较高的透平效率,能够满足初始设计条件下透平设计的需要。     

遗传算法在透平叶栅多目标优化设计中的应用

在透平叶栅气动热力学计算基础上,并以透平叶栅的能量损失系数和做功能力为目标函数,引入了带有变加权系统的、鲁棒性极强的遗传算法进行叶栅的多目标优化设计。文中给出了基于遗传算法的多目标优化设计方法的机理和具体步骤,介绍了透平叶栅多目标优化设计的数学模型,并对一个典型的跨音速叶栅进行了多目标优化和分析。优化结果表明,此方法的应用能够捕获一组非受控解,这一点不仅充分体现出多目标优化设计的思想,而且说明了此     

遗传算法在奇点法设计平面叶栅中的应用

提出了一个基于小生境遗传算法的平面叶栅优化设计方法，该方法利用奇点分布法设计无厚翼型初始骨线，在最大厚度一定的条件下，采用NACA－0012型空气动力翼型的厚度分布规律对已知骨线进行加厚得到翼型，从而得到平面叶栅，然后通过遗传算法使平面叶栅表面边界层中的流动损失最小化，以此搜索最佳的骨线形状，已知叶栅的流场分析由一个基于边界元的程序完成，假定总损失与叶栅表面边界层中的流动损失成正比，该损失可通过积分法计算叶栅边界层得到。将该方法应用于ZZ440叶栅的设计，结果显示是有效和可行的。     

660／1000MW超超临界喷嘴叶栅耐磨涂层研究

在超超临界机组中为减少喷嘴叶栅受固体颗粒冲蚀,日立公司在设计中提出了对660MW喷嘴叶栅在出气侧处喷涂NiCr-Cr3C2涂层,东汽表工所采用HVAF超音速火焰喷涂工艺,对660MW喷嘴叶栅从单叶片喷涂、组焊叶片喷涂,及涂层组织与性能分析等方面进行了大量的试验与研究。     

单列二维叶栅捕捉水滴能力的数值研究

对分离级除湿叶栅捕捉水滴能力进行了数值研究,采用单颗粒动力学(SPD)模型,研究了叶栅几何因素和气流速度对叶栅捕捉水滴能力的影响,得出分离级除湿叶栅设计应遵循的一些原则。     

跨音速透平叶栅内流场数值分析

<正>目前,商用的计算流体力学软件,如FLUENT,CFX和NUMECA等,对低速透平叶栅的内流场,在吸力面不出现分离气泡的前提下,都能得到很好的数值模拟结果。但对于跨音速透平叶栅来说,虽然叶片吸力面上没有分离转折现象的困扰,但对于复杂的出口激波组织来说,既不能很好地     

燃气透平进口热斑迁移及其影响机制研究进展

燃气轮机燃烧室出口燃气温度场分布严重不均匀,其中燃气流的高温核心即热斑会加剧燃气透平内部非定常流动和传热的复杂性,引起叶栅的局部过热甚至烧蚀,从而降低透平的可靠性和寿命。研究并揭示热斑迁移机制对于透平叶栅高效冷却技术及非定常气动优化设计方法的发展至关重要。文中综述了燃气透平进口热斑迁移及其影响机制的研究现状及进展,着重介绍了燃烧室特性参数、叶型结构和冷气对热斑迁移的影响规律。有关热斑现象的研究虽然取得一定进展,但尚需要更深入的试验和数值研究,文中指出:目前试验和数值研究中广泛采用的圆形热斑与实际情况差异较大,需要在燃烧室真实出口温度场下实现透平非定常流场和传热的精确测量;关于燃烧室特性参数对热斑迁移影响的研究未考虑湍流强度和旋流等流场特征的影响且缺乏试验数据;叶型结构对热斑迁移影响的研究才刚刚开始,需要对热斑与叶排间的"时序效应"及其对叶栅热负荷和透平整体性能的影响机制开展深入的试验研究;最后,还需要对冷却气流与热斑干涉作用及其引起的透平非定常气热性能的变化进行试验和数值研究,从而为透平的高效冷却和气动传热优化设计奠定理论基础。     

基于组合优化方法的平面叶栅优化设计

采用奇点分布法与贝塞尔(Bezier)曲线参数化方法相结合的平面叶栅设计方法进行叶栅的初步设计与参数化表达。该方法在完成设计的同时为基于现代优化算法的叶栅粘性流动最优化设计提供设计变量,以实现叶栅翼型的变形控制。然后结合N-S方程流场数值模拟,采用多目标遗传算法(NCGA)和序列二次规划法(NLPQL)组合的优化算法,通过调节叶栅翼型的形状控制参数对叶栅的总压损失和空化性能进行了优化。结果表明,优化效果良好。     

正导叶进出口角对多级液力透平性能的影响

为揭示正导叶进出口角对多级液力透平性能的影响，以一台3级离心泵作液力透平为研究对象，利用速度矩相等并根据叶轮和反导叶几何参数推导出正导叶进出口角，设计出推导后的三种导叶模型，通过计算流体力学软件CFX对初始方案和三种新方案进行数值模拟并对比分析。结果表明：三种新方案在各个流量工况下效率均有明显提高，且高效运行范围变宽，其中新方案中方案C液力透平的性能最佳，在最优工况下效率提升了2.15%；内流方面，新方案下的多级液力透平在正导叶与叶轮之间的压力分布更加均匀，各级叶轮叶片进口附近的漩涡区域变小，同时对于进口处较高的湍动能区域也有明显减弱。上述研究可为今后多级液力透平导叶设计和优化提供一定参考。     

基于遗传算法的平面叶栅优化设计

本文提出了一个基于遗传算法的平面叶栅优化设计方法。该方法利用奇点分布法设计无厚翼型骨线，然后通过遗传算法使叶栅表面边层界面的流动损失最小化，以此搜索沿骨线最佳的厚度分布规律，厚度分布被参 数化表示。已知叶栅的流场分析由一个基于边界元的程序完成。将该方法应用于ZZ440叶栅的设计，结果显示是有效和可行的。     

风力机叶片三维气动特性分析

应用FLUENT软件,采用三维计算流体动力学(CFD)方法对水平轴风力机叶片进行三维气动分析,得到不同风速下的功率曲线、各截面的压力分布图和叶片三维压力分布图,并与叶素动量理论(BEM)计算结果进行对比。结果表明大功率风力机叶片气动性能计算采用三维CFD理论更能反映叶片的实际工作情况。     

高速大功率电机高效率低噪声离心风扇的研究与设计

在YKK560-2/10kV/1000kW三相异步电动机离心式外风扇叶片设计中成功地应用了固定翼飞机机翼结构形状、轴流式风扇叶片和汽轮机叶片形状,从而设计出高效率、低噪声的新型离心式外风扇。     

汽轮机热力设计平台

介绍一套集汽轮机热力设计计算、产品数据库管理、热力性能图表生成于一体的设计平台。使用该平台能够直观、快速、高效地进行汽轮机通流部分及热力方案设计。文章阐述了汽轮机通流部分及热力方案设计和数据库系统的运行环境、总体结构、各子系统结构与功能以及开发中的技术要点。     

汽轮机叶轮键槽超声波探伤方法

文章通过对青海省火力发电机组汽轮机叶轮键槽径向裂纹进行超声波模拟和实际探伤,总结出汽轮机叶轮键槽径向裂纹超声波探伤方法,为保障发电机组的安全稳定运行,消除设备的重大隐患,具有重要的指导作用。     

某1 MW水平轴风力机叶片气动设计及载荷计算

基于片条理论,考虑了叶尖损失、叶根损失、叶柵影响和重载荷下对片条理论参数修正的情况下,完成了某1 MW水平轴风力机叶片的气动设计,并对其气动性能进行了评估;最后根据IEC规范对叶片在不同风况状态下进行载荷计算,所得结果可为同类风力机气动设计和结构设计提供参考。     

风轮机的风能转换及空气动力学分析

基于流管概念,分析不考虑风轮机叶片旋转等因素时理想情况下风轮机的功率输出及最大风能利用系数.从角动量守恒的角度出发,分析考虑风轮机叶片旋转及由此产生的旋转尾波情况下水平轴风轮机的功率输出.借助于飞机机翼升力概念及叶片元理论,分析水平轴风轮机叶片元的空气动力,指出了风轮机叶片空气动力分析与飞机机翼空气动力分析的差异.     

2MW风电机组叶片气动性能计算方法的研究

本文以某2MW风电机组的叶片为实例,总结出一套工程上实用的叶片气动性能分析的方法。使用XFOIL和Fluent软件,对叶片不同截面的翼型计算了小攻角范围内的气动性能,并对两种计算结果进行对比分析;在翼型小攻角气动性能的基础上,利用Viterna-Corrigan修正将翼型的气动性能扩展到±180°全攻角范围。使用这些全攻角翼型气动性能数据,在Bladed软件中建立风电机组的叶片模型,分析计算该叶片的气动性能、整机功率曲线等性能。通过最终计算结果与原设计值对比,表明采用该方法分析风电机组叶片的气动性能是可行的。     

基于相对主元分析的风电机组塔架振动状态监测与故障诊断

振动信号是风电机组数据采集与监控系统（supervisory control and data acquisition system, SCADA）中一类重要变量。以风电机组SCADA运行数据为基础,首先结合风机运行原理详细分析了导致塔架振动的主要因素。进而采用相对主元分析（relative principal component analysis,RPCA）和某风电机组2011年3~5月份的SCADA运行数据,建立了覆盖塔架正常工作状态的RPCA振动模型,计算得出监控统计量Hotelling T2（简称T2）和平方预测误差（squared prediction error,SPE）。采用塔架振动RPCA模型,准确检测出风电机组变桨系统故障,验证了所研究方法的有效性。     

风力机等效模型对双馈风机LVRT特性影响研究

风电机组单机并网容量逐步增大,为了较准确的研究风力机等效模型对双馈风力发电机组低电压穿越特性的影响,本文采用等效集中质量法,建立了同时考虑风力机叶片和传动轴柔性的风力机三质量块等效模型,以及考虑传动轴柔性的两质量块等效模型和忽略风力机柔性的单质量块等效模型。依据并网导则要求,建立了基于Crowbar电路的双馈风力发电机组低电压穿越控制策略。在电网电压不同跌落故障情况下,研究了采用不同风力机等效模型对双馈风力发电机组低电压穿越特性的影响。仿真结果表明：同时考虑风力机叶片和传动轴柔性的风力机三质量块模型更能准确地反映双馈风力发电机组低电压穿越有功功率特性。     

基于人工神经网络与遗传算法的风力机翼型优化设计方法

开发风力机专用翼型是风电技术中的一个关键问题,高升阻比翼型的优化设计方法是目前风力机空气动力学的重要研究课题。该文建立了多运行工况下升阻比最高的风力机翼型优化设计方法,运用Bezier函数建立了翼型的数字化参数表征方法,根据完全析因试验设计方法选取了翼型族的设计空间,利用计算流体力学方法获得了每个翼型样本的气动性能参数,采用人工神经网络和遗传算法相结合的现代优化方法数值求解了优化命题。基于上述模型对FX 63–167翼型进行优化改进,重点研究风力机翼型在3种运行工况点下的气动优化设计命题及其求解方法。计算表明优化后翼型具有更佳的气动特性,各工况点下的升阻比均有所提高,验证了该优化方法的合理性、可行性。