不同机组的抽汽系统数值研究

对某型号超超临界汽轮机和某型号超临界汽轮机的高中压缸中4个典型的抽汽系统进行了数值模拟,获得了各抽汽系统内部的复杂流场数据,定量地给出了4个抽汽模型内各部分的流动损失,结合相对应截面的流线图,分析了各抽汽系统内的流动损失特性,并在此基础上,对比分析了不同的抽汽结构对流动损失的影响。研究结果对理解和掌握典型的汽轮机抽汽系统内部流动和损失特性具有重要参考意义。     

超超临界汽轮机中压缸抽汽管路的数值模拟

采用ANSYS CFX软件对某超超临界汽轮机中压缸的抽汽管道系统进行了数值模拟,获得抽汽管道系统内部的速度场与压力场并进行了相应的分析.给出不同位置抽汽小管的流量和总压变化情况,分析了抽汽管道系统各段的流动损失.采用工程流动损失手册的计算方法对总压损失进行了计算,并将其结果与CFD的模拟结果进行了比较.结果表明：两者基本吻合,说明流动模型的选取与计算结果可信,可以指导实际流动损失的工程计算.     

蒸汽轮机抽汽口流场的数值模拟

用数值模拟的方法对大功率蒸汽轮机抽汽口(从通流部分到抽汽管)的流场进行了研究,给出了流场模拟的数学模型及其解法。详细描述了从通流部分到抽汽管的各段内流场的结构。指出：由于抽汽的影响,在通流部分外径处抽汽缝进口前壁的位置形成了一个惯性涡区,相对于抽汽道其它部分来说,该旋涡区所造成的流动损失最大;在通流部分不但出现了参数的径向不均匀分布,也出现了参数的周向不均匀分布;集气室内形成了一对旋转方向相反的螺旋涡,并将计算结果与实验结果进行了比较。     

一种新型内置式抽汽结构的研究

介绍一种新型内置式抽汽蝶阀组,为获得典型工况下的阀门开度,对该阀组的通流部分进行CFD数值模拟.根据数值计算所得到的阀板表面的压力分布,积分处理后得到了阀板所承受的气动力和气动力矩.为验证所选数值计算模型的精度,设计了1∶5的实验模型,采用PSP和PIV的方法分别测得阀板上的压力分布和阀内流场分布,并将测量结果和数值计算结果进行对比,发现用k-ε湍流模型来计算阀内压力分布,能够获得比较高的精度,其计算结果能够满足工程实际需要.     

大功率汽轮机高压级非定常特性计算研究

采用S-A湍流模型对带有级间抽汽的高参数大功率汽轮机的两级高压透平进行了瞬态数值计算,分析非定常条件下抽汽口流场分布情况、以及由于抽汽造成的抽汽口上下游透平级的气动性能的变化情况。经数值分析,抽汽口上游一侧存在周向均布的间隔状回流区;抽汽口两侧叶片排瞬态流动变化较小,动静叶片间非定常干涉不明显;抽汽口上游级中非定常时均流动焓降稍大,造成下游静叶排入口绝对气流角减小。这对大功率汽轮机高压级的优化设计具有一定的借鉴意义。     

SA和k-ε湍流模型在计算熵产流动损失中的精度比较

以跨音压气机转子NASA Rotor 37为研究对象,以数值模拟为研究手段,对SA和k-ε两个湍流模型在计算熵产流动损失中的精度进行了研究,在验证了数值模拟结果准确性之后,通过对比两个湍流模型给出的结果满足熵守恒关系的情况来判断其熵产计算精度。研究结果表明:K-ε湍流模型给出的整个计算域的熵产流动损失计算结果更为准确;在五个所研究的流量工况下,K-ε湍流模型给出的整个计算域的熵产率与进出口熵流平均偏差-3. 412%;对于SA湍流模型,其给出的整个计算域的熵产与进出口熵流之和平均偏差-10. 327%。     

额定功率下抽汽压损对机组热经济性的影响

基于热力系统矩阵热平衡方程,建立了机组在额定功率运行时抽汽压损变化对其热经济性影响的数学模型.数学模型与热耗变换系数有关,在该模型中考虑了辅助汽水系统的影响,并对热力系统中加热器的不同型式和连接方式进行了讨论.运用该模型计算了某600 MW机组在额定功率下,各级抽汽压损增大5%时对机组热经济性的影响,其结果与热平衡法计算的结果一致.通过数值拟合,给出了该机组抽汽压损变化对热经济性影响的特性曲线,它表明抽汽压损越大,机组的热经济性越低.     

有叶增压器蜗壳内三维粘性可压缩流场的CFD模拟

为研究有叶蜗壳内的详细流场和其效率提高的可能性,提出了一种对蜗壳和喷嘴环流动区域利用控制容积法对其可压缩、粘性流体三维流场进行CFD数值模拟的方法,并以某增压器为例进行了计算分析。结果表明：这种方法可以清晰地展现模型内部流体压力、温度和度的分布情况,对所计算结果参数进行分析后,可找出模型内流动损失区域和造成损失的原因。以有针对性地对增压器内腔进行优化设计,降低不合适几何形状造成的损失。     

汽轮机性能试验中湿蒸气区焓值的计算方法

针对目前汽轮机湿蒸气区抽汽焓值计算模型的缺点,利用抽汽口级效率的概念建立了湿蒸气区抽汽焓值的计算模型,并利用国内三大汽轮机厂的原始数据对该模型进行了验证。由湿蒸气区抽汽焓值的计算结果,拟合热力过程线得出排汽焓值。通过能量平衡法对排汽焓值进行验算,该方法的特点是迭代计算量小,迭代计算3次内可完成计算,当最末一级处于湿蒸气区时,程序不需要迭代计算。结果表明:该计算模型简单,程序移植性好,所需测点少,测点积累误差小,误差小于0.25%,计算精度高。     

柴油机排气管道系统的内流模拟

本文进行了柴油机管道内3D内流场模拟分析。根据汽车尾气在排气管道内的流动情况，采用定常数值计算，结合二方程后一占湍流模型，用耦合、隐式格式进行了数值分析。计算结果与实际结果基本吻合。