二次水滴穿腔对蒸汽湿度测量的影响分析

汽轮机排汽中含有较大的二次水滴,且在空间和时间上的分布具有不均匀性。计算了不同水滴尺寸、不同水滴位置时,谐振腔的谐振频率和品质因数的变化,进而分析了对湿度测量的影响。结果表明:当谐振腔尺寸一定时,谐振腔的谐振频率和品质因数与腔内水滴的尺寸和位置有关;对于长度为40 mm,半径为30mm的圆柱形谐振腔,当水滴位于xoy平面半径为13.0 mm的圆环上时,水滴尺寸越大,谐振频率降低越多,对测量蒸汽湿度的影响也越大。     

基于PIV的明渠紊流压强场测量技术研究

基于粒子图像测速（PIV）的压强场测量技术可实现流动内部瞬时压强的非接触式、高时空分辨率、全场测量。本文采用欧拉法根据时间解析的速度场重构压强梯度场,再采用虚拟边界全向积分法结合边界条件得到压强场,实现了基于PIV的明渠紊流压强场测量技术。为了使用基于PIV的压强场测量技术准确测量明渠紊流压强场,利用时间解析的明渠紊流直接数值模拟数据和PIV速度场对该测量技术的精度、误差来源及主要影响因素进行了分析。基于本文数据,发现该测量技术的测量结果几乎无平均偏差,但均方根误差相对较大约为25%;通过分析由速度场重构压强梯度场及由压强梯度场积分得到压强场两个阶段的测量误差表明,压强场测量误差主要发生在由速度场重构压强梯度场这一阶段,主要受流场测量参数和边界条件给定方法的影响。进一步分析了上述主要影响因素对压强测量误差的影响规律,发现压强场测量误差随流场采样间隔的增加而增大,随流场测点间距的增加先减小后增大;基于本文数据得到在内尺度无量纲测点间距约为7时误差最小,但该测点间距最优值的普适性尚待更多数据支撑;在矩形测量区域边界4个角点布置压强边界点时,压强场测量误差会显著降低。将该压强场测量技术初步应用于明渠均匀紊流,发现时均压强测量结果较为准确,压强紊动强度测量结果误差相对较大,但垂向分布趋势接近。研究结论为明渠紊流压强场的实验测量提供理论依据和实践参考。     

新型湿度测量仪在气-水系统中的应用

为解决流动湿蒸汽湿度测量难度大、准确度差等问题,根据蒸汽与水的介电常数差异较大的特点,研制了一种新型的电容式蒸汽湿度测量仪,来实现蒸汽湿度的在线测量.提出了向空气流中喷入雾化水来模拟饱和湿蒸汽的方法,并在空气-水系统中对新型湿度测量仪进行了标定实验.实验结果表明,随着空气绝对湿度的增大,输出频率逐渐减小,湿度与输出频率呈非线性关系.该测量仪能承受高温、高压,且具有一定的精度,经严格标定后,可应用到核电站及核动力舰船上,进行蒸汽湿度的在线测量.     

灌浆压力测量误差的正交试验分析

灌浆规范中的灌浆压力是作用在灌浆岩体上的孔内灌浆压力。由于工艺的约束,现行灌浆监控过程常用孔口压力表示孔内灌浆压力,造成了灌浆压力的测量误差。针对非循环灌浆工艺,通过建立流体管道流动模型开展数值计算,采用多因素多水平正交法探究灌浆压力误差受浆液配比、浆液流速、灌浆孔深的相对影响,并采用统计法来分析不同工况下的显著影响因素。研究结果表明：灌浆压力较小时,灌浆压力误差普遍较大;若此时灌浆孔深且流速较大时,灌浆压力的测量误差则会超过灌浆压力仪表0.5%的精度要求,须进行误差补偿。其次,极差分析结果表明灌浆孔深是造成测量误差的主要因素,灌浆流速是第二个主要因素。而综合所有试验结果,浆液流速和灌浆孔深接近时,浆液配比越小,绝对偏差越大。结合上述正交试验和数值模型获取了不同工况下孔内灌浆压力值。     

流动湿蒸汽湿度测量微波谐振腔结构分析

在建立汽液两相流数值模型基础上,对微波谐振腔进行了气动和两相流取样分析,设计了一种带楔形取样前段具有圆环网栅端面的圆柱形谐振腔。通过结果分析,定量计算了取样误差,给出了测量结果的修正公式。另外还计算了典型工况下谐振腔的干扰长度,这对腔体在现场的安装运行具有一定的指导意义。最后对谐振腔进行了电磁分析,腔体结构满足电磁特性。表明该谐振腔具有流动湿蒸汽湿度测量的合适结构。     

双列调节级变工况对汽流弯应力的影响

汽轮机双列调节级的工作环境极为恶劣,其动叶的汽流弯应力计算是叶片强度振动的重要问题。在汽轮机变工况时,由于焓降、流量的改变,调节级动叶汽流弯应力将发生重大变化。研究了调节级背压、负荷以及蒸汽参数对汽流弯应力的影响。计算结果表明,调节级背压的减小会增大动叶的汽流弯应力,其中第二列动叶的增幅大于第一列;在第一组喷嘴即将达到临界流量时,动叶汽流弯应力最大;在初参数焓变化不大的情况下,汽流弯应力与蒸汽压力成正比关系。     

空气对水平管内蒸汽强制对流冷凝换热特性的影响

为了研究含空气蒸汽在水平管内强制对流冷凝换热特性,通过实验分析了空气含量及气相流速对局部换热系数的影响;分析了不同空气入口质量分数下,局部换热系数与换热管上、下壁面温度沿换热管轴向的分布规律。结果表明:局部换热系数随空气质量分数的增加而减小,而气相流速的增加会削弱空气对冷凝换热的抑制效果;与纯蒸汽冷凝不同,换热管外下壁面温度会在轴向某一位置后大于上壁面,并且随着入口空气质量分数的增加,该位置逐渐向换热管入口移动;局部换热系数沿轴向变化结果在环状流和波状流条件下存在差异,当空气含量增加时,这种差异会随之减小,使得换热管内局部换热系数轴向变化规律趋于一致。     

倾斜式曲径汽封泄漏流动研究

提出一种新型的汽封结构-倾斜式曲径汽封。该汽封能够在保证机组安全性的前提下,通过减小有效漏汽面积,提高涡流速降效果,减小汽轮机的漏汽量。利用Fluent软件对不同倾斜角的汽封和传统式汽封进行数值模拟,对蒸汽在汽封内部的流动情况以及漏汽流量系数进行分析。研究表明:当汽封齿数和蒸汽参数一定的条件下,影响倾斜式汽封密封效果的因素是有效漏汽面积和泄漏流量系数;倾斜角度大于20°时,倾斜式汽封的密封效果优于传统式曲径汽封,小于20°时,则不如传统式汽封;随着倾斜角的增大,漏汽流量系数逐渐减小,当倾斜角大于45°时,泄漏流量系数和传统式曲径汽封相近,漏汽流量系数保持较为稳定的状态;相对位移的增大提高了漏汽流量系数,降低了倾斜式汽封的密封效果。     

光纤光栅在结构健康监测中的误差分析

光纤光栅传感器已广泛应用在土木结构的应变测量中,但测量的误差是必然存在的。本文研究了传感器在安装过程中产生的误差、光纤信号在传输过程中的损失产生的误差以及温度产生的误差等因素对测量数据的影响程度。结果表明:焊接位置偏差带来的误差较大,同时温度场偏差也是影响应变测量误差的主要因素,必须进行温度补偿,在温度补偿时温度场的选取要保证温度与应变传感器所处温度场一致,当应变和温度变化不是太大时,交叉灵敏度所引起的相对温度和应变误差可以忽略。     

绕花丝管内插物对蒸汽——空气混合物系凝结换热性能的影响

对蒸汽在竖直管内的凝结换热进行了实验研究。实验表明，含有不凝性气体（空气时，蒸汽在光管内的凝结换热性能显著下降，而当蒸汽流速增大时，下降程度减小，进一步证实了现有的理论结果。特别是，实验发现，当管内插入大空隙率花丝元件时，能显著改善不凝性气体对蒸汽凝结换热的不利影响。此结果将对非共沸制冷工质的广泛使用产生深远影响。     

蒸汽密度数学模型在线温压补偿蒸汽流量分析

介绍了采用微型计算机对过热蒸汽流量进行在线温压补偿的优越性，影响过热蒸汽流量测量的因素和水蒸汽密度数学模型的建立，进而分析了采用微机在线温压补偿的蒸汽流量测量的总误差。     

汽轮机内湿蒸汽测量的控制系统研究

火电厂汽轮机内湿蒸汽的存在对汽轮机经济、安全、可靠的运行造成严重的影响。以汽轮机内蒸汽湿度的准确测量为目的,设计了以微处理器MSP430为系统的控制和处理核心的控制系统,经实验表明,自动频率跟踪系统的跟踪频率达到kHz数量级,能够适应现行的湿度测量方案;等精度频率测量系统在标准频率为10 MHz时,分辨率可达到10-7,也满足了系统设计要求。最后给出了频率偏移和蒸汽湿度的关系图,证明控制系统设计的重要性。     

汽轮机中蒸汽湿度测量方法的研究现状

总结了汽轮机内流动湿蒸汽湿度测量的研究状况,分析比较了目前用于汽轮机内蒸汽湿度测量的两类方法——热力学法和光学法中的主要测量方法及装置。指出这两类方法用于汽轮机内流动蒸汽湿度在线测量都有其局限性。基于在相同温度压力下,水和蒸汽的介电系数不同,则其对微波的衰减程度也就不同这一特性,对采用微波进行蒸汽湿度测量的方法及原理进行了分析。     

主汽压变化对汽轮机热耗率影响的修正分析

以火电厂热经济性的统一物理模型和数学模型为基础,根据多元扰动下的热力系统能效分析模型得到主蒸汽压力对热耗率修正的计算模型,并以某660 MW机组为例,计算并绘制了三阀全开工况下主蒸汽压力对热耗的修正曲线,与厂家提供的曲线进行对比,主蒸汽压力计算区间为23.8～24.6 MPa,当主蒸汽压力为23.8 MPa时误差达到最大为0.058 32%,能够满足工程实际的需要,验证了模型的正确性。计算并绘制了不同工况下主蒸汽压力对热耗的修正曲线,分析得出负荷越低,主蒸汽压力的偏离对热耗率的影响越大。     

磁偏角对无人机皮托-静压管测风的影响分析

从无人机（unmanned aerial vehicle，UAV）皮托-静压管测风对磁偏角的敏感性出发，借助无人机皮托-静压管测风原理和误差理论，建立了磁偏角对测风影响的风速误差数学模型；通过仿真，分析了磁偏角对风速测量的影响和误差变化规律，并通过试验数据验证了仿真结论，为磁偏角的校正，提高风速测量精度提供了参考依据。     

静叶内弧中部热蒸汽喷射的数值研究

为了使汽轮机更安全运行,在除湿级的静叶内弧中部开设宽度和喷射角度不同的缝隙除湿结构.对流体区域进行定常三维雷诺平均N-S方程的两相数值模拟,分析热蒸汽喷射对流场的影响.引入火用参数的方法进行能量转化过程的经济性评估.结果表明:同一喷射流量下,顺主流喷射且缝隙宽度越大,喷入热蒸汽的火用值越小且与主流的掺混强度越弱,其火用有效效率越高,即流动损失越小.在喷射流量比小于6%时,各方案的火用有效效率均比无热蒸汽喷射的原型要高.     

BP-ANN工业蒸汽计量系统研究与应用

提出基于人工神经网络工业蒸汽计量测试技术,建立了过热蒸汽密度和密度焓积的双输出人工神经网络模型,实现了质量流量温度、压力补偿及热流量测量,在工业蒸汽常用的工作范围内建立了基于人工神经网络模型工业蒸汽质量流量和热流量的间接测量系统.并采用计算机模拟误差分析方法对此测量系统进行误差分析,确保了本系统的应用可靠性.     

蒸汽热网热力损失与管损特性实验研究

采用焓降法和表面热流法，分别对实际运行的蒸汽热网特性进行现场测试，分析得到热网散热损失特性和组成特征. 结果表明，运行工况和蒸汽状态对焓降法在评估供热管道散热损失中的准确性具有重要的影响. 所测热网的实际散热热流密度达到135.66 W/m²，其中管道保温散热为67.67 W/m²，约占49.88%；蒸汽流动阻力损失占14.98%，支架、弯头、疏水器等局部散热占35.14%. 基于实际管损与热网冷凝散热损失的关系，定义热网冷凝损失系数. 建立基于热网散热损失的管损模型，结合实际测量数据，得到该热网的冷凝损失系数为0.16.     

基于分析法抽汽压损对机组经济性的影响

抽汽压损是一种不明显的热力损失,使蒸汽的作功能力下降、热经济性降低。首先定性分析抽汽压损对机组经济性的影响,根据的物理意义定义锅炉效率、机组效率、发电耗率的数学表达式;由小扰动理论和微分理论,建立抽汽压损变化对抽汽量影响的微分关系式,以及锅炉效率、机组效率、发电耗率变化与抽汽量变化的微分关系式。结合N1000-25/600/600机组,定量分析抽汽压损变化对锅炉效率、机组效率、发电耗率的影响。