激光扫描系统在水轮机逆向工程中的应用

水轮机转轮叶片的修复是水轮机检修中的重要工作,采用传统方法进行叶片修复很难保证修复精度。基于数字化扫描获得水轮机转轮的点云数据,采用逆向工程的方法建立转轮的数学模型,可指导水轮机叶片的精确修复。以小浪底水电站水轮机备用转轮为对象,采用激光跟踪仪和关节臂式三坐标测量机建立复合扫描系统,通过对转轮进行数字化扫描,获得水轮机转轮全面的点云数据,从而建立水轮机转轮三维数字化模型。模型数据为水轮机转轮叶片的精确修复提供了量化依据,该方法对大型设备的精确测量也具有现实意义。     

叶片型面CMM测量与误差处理技术

介绍了汽轮机叶片的测量方法,并着重叙述了三坐标测量机(CMM)测量的原理;在对叶片截面进行测量过程中,分析了影响CMM测量精度的误差源,列出了CMM测量中经常出现的问题,并提出了相应的误差处理方法。     

采用后部加载叶型的国产200MW汽轮机高压级弯曲叶片的壁面静压场

将具有后部加载叶型的叶片应用于汽轮机中在我国还是一个崭新的课题,本文对采用后部加载叶型的国产２００ＭＷ汽轮机高压级弯曲叶片的壁面静压进行了详细的测量,并与直叶片进行了对比。     

楔形叶片旋转空化器叶型改进数值模拟研究

旋转空化器是一种通过叶片在水中高速旋转产生超空泡以实现不同工程实际应用的装置,本文对双叶片旋转空化器现有楔形叶片进行改型,建立了三种不同叶型的空化器三维几何模型,并采用ANSYS FLUENT软件对其产生的空化流场进行数值模拟,对比分析了其水动力学特性.结果表明,相同转速下,叶型2(改进叶型)产生的空泡尺寸最大,叶型1...     

某跨音速叶型的优化设计

采用Num eca的FINE/Turbo分析软件对4种原始叶型及其优化叶型进行了三维数值模拟,并对在不同马赫数与不同冲角下的气动性能作了比较。     

用于涡轮叶片的激光测量机

据《Ｄｉｅｓｅｌ＆ＧａｓＴｕｒｂｉｎｅＷｏｒｌｄｗｉｄｅ》1999年 9月号报道 ,美国罗得岛北金斯顿的Ｂｒｏｗｎ＆Ｓｈａｒｐｅ公司最近推出可用于叶片研制、制造和修理的新型涡轮叶片测量机。ＡＦ -Ｘ叶片测量机使用激光条照明和线路扫描摄像机 ,以便每秒测定多达 2 0 0 0个数据点 ,也可以显著减少进行叶型关键特征尺寸 ,诸如前缘、尾缘、弦长、厚度、扭曲、弯曲和型线测量的时间。借助于机器上 4个传感器对叶型截面提供 36 0°的覆盖 ,ＡＦ -Ｘ能在 1分钟时间内测量长达 2 0 0ｍｍ的叶型。机器坚固的座架 ,结合温度控制的测量电池 ,可…     

定制叶型在多级压气机中的应用研究

为验证某定制叶型在多级轴流压气机中的实际应用效果,采用该叶型对一台两级轴流压气机进行了叶片优化设计。三维数值模拟结果表明:采用此种定制叶型后,压气机的设计效率提高1.15%,设计点流量增加1.08 kg/s;同时,对优化后的压气机进行了性能试验,并采用激光多普勒相位测速(PDA)技术对第一级动叶前后的相对气流角沿径分布进行了测量,试验结果证明,优化后的压气机能够达到设计性能指标,并且沿径气流分布与设计情况吻合较好。     

工业汽轮机高效压力级叶型优化与实验

随着计算机技术和计算流体动力学的发展,采用全三维CFD方法结合现代优化理论进行汽轮机通流部分气动优化的工作得以实现。开展了高效压力级叶型优化的工作,获得了多个候选高效叶型,相比于原始叶型效率提升明显,并且具有很好的变工况特性。在此基础上,开展了优化叶型的叶栅吹风实验工作,实验结果表明,在实验工况的广泛变化范围内,优化叶型总压损失系数较原始叶型降低1%左右,表明此优化方法和高效叶型的优化工作是成功的。研究成果可为透平机械其他叶型优化提供参考。     

定常吸气对风力机气动性能影响的数值模拟

为了提高风力机升力,探索定常吸气对风力机叶片影响的三维效应,使用Fluent计算软件、采用S-A湍流模型和Simple算法对三维NACA0015叶片在低马赫数条件下施加定常吸气进行数值模拟,并将二维和三维条件下的计算结果进行比较。结果表明:三维叶片的绕流流动规律与二维条件下的模拟结果有所不同;对叶片吸力面分离点附近施加定常吸气可有效提高叶型升力、推迟叶片表面流动分离,翼型升力随抽气孔长度的增大而升高;对三维叶片施加抽吸控制存在最佳的抽气孔长和抽气间隔。     

变叶片数和长短叶片对某跨音速向心汽轮机气动性能的影响

利用三维数值模拟的方法对一跨音速向心汽轮机进行了气动设计优化分析,通过改变叶片数和采用长短叶片结构等方法分析其对叶轮内流场的影响,分析了TC-4P叶型的气动特点。结果表明:TC-4P叶型虽然只是普通的渐缩型流道的叶栅,但利用其斜切部的膨胀能力,对超音速工况一样具有良好的性能;叶轮采用长短叶片的方法可以有效地降低余速损失,并改善流动状况。     

汽轮机内湿蒸汽两相流流场的实验研究

凝汽工汽轮机末几级往往工作于湿蒸汽区，工作条件恶劣。作者研究了能同时测量汽液两相流动状况的集成化探针，并成功地在电厂进行了实测。实验结果表明：汽轮机中湿蒸汽的流动特性沿叶高是不均匀的，湿蒸汽中二次水滴的流动速度和方向与主汽流都有很大差别。讨论了湿蒸汽流场的测量方法并对部分实验结果进行了分析。     

二三维一体化中叶片型线自动化处理的基本原理及其实现方法

对采用VL、UG/Open进行基于AutoCAD、UG的应用程序二次开发进行了研究,提出了叶片型线自动化处理的基本原理及其实现方法。该方法为进一步叶片参数化建模、CMM三坐标测量机的检测分析及数控加工奠定了基础,对于开发复杂的参数化设计系统具有一定的参考价值。     

汽轮机湿汽损失的分析与研究

对某台抽汽凝汽式机组末级叶片的水蚀特征进行了分析,提出了利用原有准则计算湿汽损失是有缺陷的．指出湿汽损失应该由2个部分组成：一是来源于一次水滴损失,二是来源于二次水滴损失,并且当蒸汽湿度大于一定值时,二次水滴损失应该大于一次水滴损失．同时,阐述了有核凝结形成的一次水滴也会对叶片产生水蚀作用．通过使用汽轮机外缘内表面去湿隔板可以减小湿汽损失,提高机组效率,延长叶片使用寿命．     

弹珠对汽轮机效率及叶片断裂、水蚀的影响

通过对一台抽汽凝汽式汽轮机组叶片水蚀状况进行分析,提出导致叶片断裂和水蚀的主要原因是由弹珠所引起的“弹珠阻止转子旋转的制动力”,它会直接影响汽轮机效率．阐述了由“弹珠”所形成的二次水滴与叶片出汽边处的“水膜”被高速汽流撕裂和破碎所形成的二次水滴的区别．指出利用一定的科学技术手段,改变隔板的结构形式可以有效地减少弹珠的生成数量,减小损耗,减小和抑制“弹珠阻止转子旋转的制动力”,从而达到提高机组效率、延长叶片使用寿命的目的．     

湿蒸汽透平级水滴撞击动叶的频率及法向速度的研究

为了提高汽轮机湿蒸汽级叶片的可靠性,预防电厂中汽轮机叶片的水蚀疲劳断裂,建立了可求解动叶通道内湿蒸汽三维两相粘性可压缩湍流流场在旋转坐标系下的基本控制方程组,并将其应用于某汽轮机湿蒸汽透平级水滴运动的分析。给出了不同粒径水滴在动叶通道内的运动轨迹和单位撞击率。在此基础上详细分析了不同粒径水滴在动叶表面的法向速度分布。通过分析得出单位撞击率及撞击法向速度均高的“两高区域”为水蚀高发区。获得的相关定量数据为进一步研究液固撞击压力和动叶水蚀疲劳寿命提供了有力的依据。     

大尺寸重型燃机叶片三坐标测量方法

由于重燃叶片尺寸大,且目前没有明确的测量基准,文章在一般的6点找正方法的基础上进行改进,增加了精建坐标系的过程。对两种找正方法进行对比,结果表明,精建坐标系更接近叶片的理论坐标系,在精建坐标系下进行尺寸检测,其测量的结果具有更高的可信度和可重复性。     

A novel method for measuring the coarse water droplets in wet steam flow in steam turbines

IntroductionWetoess in last stages Of LP steam ~es has beenlmown for a long time as a cause of efficiency loss anderosion of bladeslll. It comprises fine dIDPlets (also fogdrOPletS or Primal droplets) less than about 2 11 m indiameter and coarse water (big drOPlets or secondsdropletS), with diameter ~ about 10 11 m up tO sevedhundreds inicmns.For the fine droplet, the global method, known aSthe extinction method has been chosen tO Obtain itS sizedistribution and concentalon (weiness). …     

三维低雷诺数叶片参数化方法研究

叶片参数化是叶轮机械气动优化过程中十分重要的一个环节,它决定着叶片的气动优化空间。传统叶片是通过叶片几何或特征来实现参数化,很少利用气动参数来实现。为了解决该问题,提出一种基于气动参数的三维叶片参数化方法,该方法通过经验公式将气动参数引入叶片参数化过程,并利用几个重要截面中的两条重要特征曲线（中弧线和厚度分布曲线）实现叶片重构。通过对实际叶片进行参数化可以发现：参数化后叶片与原始叶片之间的几何相对误差最大不超过0.01;两者表面压力系数变化趋势基本一致。因此,该方法不仅能够准确描述三维叶片形状,还将气动参数直接设置为优化控制变量,从而有利于优化效率的提高。     

Study of ageing of laminates and its effects on wind turbine blade deflection

Some wind turbines have exceeded their nominal design service life and are continuing their operation with periodic inspections and maintenance. In the case of rotor blades, the reliability of the inspection is very limited because of the blade structure that comprises laminates and sandwich structures, which are very difficult to monitor. For this reason, wind farm owners are searching for technologies or approaches that will guarantee a safe operation of their wind turbines after the design life has elapsed. The main objective of this paper was to investigate whether detection of ageing of wind turbine blades using deflection as key parameter is feasible using commercial equipment. The paper is divided in three phases. In phase 1, the effect of ageing on a new UD‐0° glass fibre with high moduli was obtained. Using these results and bibliography data, a theoretical study was performed in phase 2 to determine the magnitude of blade deflection along its lifetime due to material ageing. Finally, in phase 3, in‐field deflection measurements where performed on a wind turbine blade to evaluate the utility and limitations of commercial equipment for the detection of blade ageing. It was concluded that material ageing could result in an increase in blade deflection under self‐weight that can be detected using commercial measurement equipment. These results can be used by wind farm owners in their O&M strategies to monitor blades over time and decide whether they should be repaired or replaced.     

转轮类旋转体的数字化测量

本文选择了以坐标法作为检测空间曲面类工件的通用方法,简要介绍了利用激光跟踪与柔性关节臂联合系统原理,蛙跳技术,测量数据的处理方法测量水轮机转轮及其叶片、上冠、下环的测量技术及测量装置基本原理。