带新型滤网的船用汽轮机调节阀性能研究

针对采用小孔滤网的驳船式核电汽轮机球形调节阀在大开度时通流损失较大的问题,设计了 一种带大窗口的新型滤网.采用Fluent软件对原型阀、小孔滤网阀及大窗口滤网阀流场进行数值模拟,在压比分别为0.9和0.5时计算流量系数及总压损失系数随相对开度的变化值.搭建实验台对大窗口滤网阀的气动性能进行了实验验证.结果表明:压比不变...     

600MW汽轮机主汽调节阀流动特性的数值研究

对某600MW亚临界汽轮机主调阀在全开度下的流动特性进行了数值模拟。给出了阀门内流动总压损、压损沿流程分布情况以及调节阀门的流量分配。分析了蒸汽在阀门中的流动特点及流动损失产生的机理。为进一步研究阀门的流场特性及结构改进提供了参考。     

两型间冷器流道气动性能试验研究

间冷器是间冷循环燃气轮机的核心部件,气流流过间冷器的压力损失是衡量间冷器性能的主要指标之一。本文设计了两种不同的间冷器流道结构,并对两种间冷器流道进行了不同工况的气动特性试验,测得间冷器流道不同位置的温度、压力值,得出两种间冷器流道结构的气动特性。试验结果表明：间冷器总压损失主要产生于从进口到导流板前的折转扩散段,且总压损失系数随折合流量的变化曲线为抛物线型,与进口动压呈正比例关系;而改进型间冷器的总压损失有所降低,相同折合流量对应的总压损失系数相对原型间冷器结构降低约20%。     

基于改进Kriging代理模型的自适应序列优化算法在离心压缩机蜗壳设计中的应用

提出了一种基于改进Kriging代理模型的自适应序列优化算法,并利用Matlab软件开发相应的优化平台.采用该优化平台,针对某特定流量工况,以质量流量平均总压损失系数为目标变量对离心压缩机蜗壳系统模型进行气动优化设计,并对优化前后蜗壳模型进行对比计算,来验证优化结果在实际蜗壳系统中的适用性.结果表明:优化后蜗壳的总压损失系数小、静压恢复系数大,性能得到改善.     

小容积流量下汽轮机排汽缸流动特性分析

基于国内外研究现状,建立了汽轮机排汽缸计算模型,设计了100%、43.86%、21.04%3种容积流量工况,分析了排汽缸内的流动特性及涡系特点,得到其静压恢复系数及总压损失系数分布规律。研究表明:随着容积流量的减小,排汽通道后的汽流速度增加,扩压效果减弱,静压恢复系数减小,总压损失系数增大,出口截面不均匀系数增加,流场逐渐恶化。研究结果可为汽轮机排汽缸改型提供参考。     

某船用汽轮机短座阀流量与提升力特性数值模拟计算

由于汽轮机内部空间的限制及船用汽轮机多工况的要求,部分船用汽轮机采用了短座阀。因扩压段长度的大幅减小．阀门的气动性能及强度振动特性产生较大变化,对汽轮机总体性能有较大的影响。本文对某短座阀在试验研究的基础上进行了数值计算分析：通过气动试验,得到某船用汽轮机短座阀的流量系数与提升力系数曲线簇;基于可压缩,N-S方程,利用S-A湍流模型及有限积分法,采用四面体非结构性网格．对此阀门进行了数值模拟计算。通过对该阀门的数值计算得到在不同相对开度及不同压比下的计算结果与试验结果吻合良好;得到对各种短座阀广泛适用的计算方法．为船用调节阀、旁通阀的设计和性能分析提供了重要依据。     

冷气孔流量对叶尖泄漏流动影响的研究

为研究冷气孔流量对涡轮叶尖泄漏流动的作用,采用数值模拟方法对比分析冷气流量比在0.05%～3%之间的三维流场和总压损失情况。结果表明：叶尖冷气可以有效地减小泄漏量和叶尖泄漏流动带来的总压损失,泄漏量下降达80%,总压损失峰值下降达38.2%;随着流量比的增加,叶尖冷气对叶尖主流泄漏流动的抑制效果不断增强,由主流带来的泄漏量不断减小;叶尖冷气也带来了新的总压损失,整体总压损失随着流量比的增加不断增大。叶尖冷气对叶尖泄漏的抑制模式分为3种：流量比在0.05%～0.1%之间,以降低主流泄漏流的能量减弱泄漏流动;流量比在1.25%～3%之间,以在叶尖区域形成完整的气膜屏障抑制主流泄漏流动,流量比在0.1%～1.25%之间,上述两种模式同时存在;流量比为1.25%时,冷气在叶尖区域形成一道完整的气膜屏障,阻碍主流流体形成泄漏流。     

涡轮叶片气动性能影响因素的实验与数值研究

本文利用实验与数值模拟的方法研究航空发动机涡轮叶栅在改变节距时,其总压损失、出口气流角及叶栅表面静压系数的变化。通过实验和数值计算的结果对比,验证了数值计算的准确性。数值模拟结果显示：相对节距t在0．5—1．0范围内变化,叶栅的总压损失在t=0．9时达最小;叶栅人口攻角从-10°逐渐增加至＋10°时,总压损失呈现递增的趋势;随着相对节距每增加0．1,气流出口角相应增加大约2°;随着叶栅相对节距的增加,附面层增厚、脱离,叶型损失增大。     

脉冲射流抑制叶栅二次流损失的数值研究

在栅前端壁设置射流孔并引入方波函数和正弦函数射流,通过数值模拟分析了方波函数射流占空比以及正弦函数射流时均动量系数、振幅、频率对二次流损失的影响.结果表明:在方波函数射流占空比为0.6时,方波函数射流的时均总压损失可以保持与定常射流近似的效果,而其所需射流质量流量仅为定常射流质量流量的60％;当振幅a=0.2、频率F+...     

向心涡轮可调导向叶栅内流动损失机理的分析

通过对向心涡轮可调导向叶栅三维流场数值模拟,分析在不同叶片安装角下,可调叶片表面静压系数和出口总压损失系数的变化规律。导叶安装角从21°增加到44°,通流面积调节范围为50%～116%设计通流面积。结果表明:叶栅开度减小时,叶片的气动负荷增加,总压损失增加。与设计工况相比,导叶关小15°总压损失增加了1倍多。叶栅端部间隙增加了导向叶栅的流动损失,间隙增加2%,损失增加1.5%,端部损失范围从20%叶高增加到40%叶高。叶栅开度减小,端部损失与叶型损失的变化较小,而间隙损失无论是数量还是占总压损失的比重都明显增加,是非设计工况下总压损失增加的主要原因。     

某调节阀气动及振动噪声性能研究

为了降低汽轮机低工况运行时调节阀的振动噪声,设计一种多级节流调节阀,在汽轮机低工况运行时使用。采用吹风试验的方法对所设计调节阀在不同工况下的流量、振动、噪声多种特性进行了分析,得到其随着升程、压比的变化规律。选取某3个常用汽轮机调节阀与所设计调节阀进行对比试验,根据试验系统实际情况,以相同压比约0.5、相同质量流量约0.5 kg/s为基准进行了横向对比分析。结果表明：压比一定条件下调节阀的流量系数随着升程的增大而逐渐增大,升程一定条件下流量系数随着压比的增大呈现逐渐减小的趋势;在升程一定时,随着压比的增大,机脚加速度值呈现先减小后逐渐增大的趋势,调节阀受低频激励的影响较小,受中高频激励的影响较大;在压比为0.5时,随着升程的增大,调节阀的空气噪声值逐渐增大,压比大于0.5时,空气噪声值随着升程的增大而呈现先增大后略有减小的趋势,在升程一定时,随着压比的增大,空气噪声值基本呈现了逐渐减小的趋势;所设计的多级节流调节阀与某3个常用汽轮机调节阀相比在振动噪声抑制方面具有相对优势。     

锅炉吹灰减压站系统减压阀设计与试验

结合对神头电厂锅炉吹灰系统减压阀的结构设计和试验结果,阐述了对高压差减压阀采用节流和咬住的结构型式,是解决高压差减压阀存在的噪音以及气蚀,保证其运行性能的有效方法。     

新型止回阀稳态噪声特性分析

针对新型主止回阀(利用差动活塞实现阀头与流体的对冲运动来完成阀的开启与关闭),搭建了稳态噪声特性分析实验台,在稳态工况下,进行了不同的初始压力和不同流量方向的实验。采用控制变量法,选择多测点测量来减小由环境因素引起的偶然误差。研究表明:新型主止回阀噪声与流体的流量成对数关系;阀门噪声与流体的静压力无关,并且新型主止回阀能够很好的抑制水击;管路流量变化的方向对止回阀噪声特性没有影响。     

The performance of a centrifugal fan with enlarged impeller

The influence of enlarged impeller in unchanged volute on G4-73 type centrifugal fan performance is investigated in this paper. Comparisons are conducted between the fan with original impeller and two larger impellers with the increments in impeller outlet diameter of 5% and 10% respectively in the numerical and experimental investigations. The internal characteristics are obtained by the numerical simulation, which indicate there is more volute loss in the fan with larger impeller. Experiment results show that the flow rate, total pressure rise, shaft power and sound pressure level have increased, while the efficiency have decreased when the fan operates with larger impeller. Variation equations on the performance of the operation points for the fan with enlarged impellers are suggested. Comparisons between experiment results and the trimming laws show that the trimming laws for usual situation can predict the performance of the enlarged fan impeller with less error for higher flow rate, although the situation of application is not in agreement. The noise frequency analysis shows that higher noise level with the larger impeller fan is caused by the reduced impeller–volute gap.     

船舶燃气轮机进气系统惯性级滤清器叶片优化设计

惯性级滤清器性能是影响船舶燃气轮机进气系统出口流场品质的重要因素,也在一定程度上决定了船舶的动力水平。本文采用气-液两相流数值模拟方法,以低总压损失和高过滤效率为共同目标,结合试验设计方法,分别构建了总压损失、过滤效率与叶片几何参数间的响应面方程,并采用多目标遗传优化算法对惯性级滤清器叶片参数进行优化设计。结果表明：优化后的惯性级滤清器在所研究速度条件下均以更小的总压损失实现了更高的过滤效率。2 m/s的速度方案下,优化后的总压损失减少了16.98%,过滤效率提升37.61%;7 m/s的速度方案下,优化后的总压损失减少16.7%,而过滤效率提升20.83% ;流速高时应选用叶片间距更小、坡度更低、叶片越长的滤清器;而低流速应该改用间距更大、长度更短、坡度更高的惯性级滤清器叶片。优化后的滤清器叶片结构既减小了叶片背风区的分离,使总压损失减小,也增加了液体颗粒与叶片的接触而提升了过滤效率,从而提高了滤清器的整体性能。     

滤网部件对补汽阀性能的影响研究

实验研究滤网部件对补汽阀性能的影响.通过流量计监测补汽阀流量,阀前、阀后压力由压力传感器测得,通过位移传感器测量阀杆的振动情况.多组压比条件下的实验结果表明,流量先随阀杆升程的增加而增加,而后逐渐平缓并最终趋于稳定.滤网具有的良好整流效果,不仅可以使蒸汽流经滤网后流动更加均匀,降低压损,还可以降低由扰流和射流引发的自激...     

基于耦合方法的球阀偏心间隙结构数值分析

为了研究偏心间隙结构对阀门流场及管阀系统辐射声场的影响,采用流声固耦合的联合仿真方法,对含有偏心间隙结构和不含有此结构的两种流道模型展开对比分析。结果表明：两种模型的流量、阻力系数特性曲线均在球阀开启50°左右时出现转折点;偏心间隙处产生的高速射流会对阀内流场产生剧烈扰动,球阀腔体与下游管道连接处是阀内核心声源区;管阀系统的第1、第2阶模态振型为沿流道方向的振动,第3、第4阶振型为垂直于管道方向的振动;偏心半球阀的辐射噪声频谱呈宽频特性,高速射流对2 300～5 000 Hz范围内中高频段声压级幅值的提升有显著贡献;两种流道模型声压级频谱峰值点特征相似,与无偏心间隙模型的频谱规律相比,偏心间隙结构模型的频谱在相同的特征峰值点处对应更高的频率范围,且频谱响应曲线有整体右移的趋势;辐射噪声在偏心间隙结构存在的一侧具有显著的声学指向性。     

基于FLUENT的可变；呙流节气门流场仿真

节气门开度是影响发动机进气的一个关键因素。可变涡流节气门利用进气涡流来组织气流运动,对传统节气门起到了进气加强的作用。本文建立了可变涡流节气门的数学模型,并在FLUENT软件里面进行了流场计算。结果表明,由于阀片的斜向打开设计,可变涡流节气门在进气过程中产生了涡旋运动,进气流速增加,流量进一步增强,在一定程度上可以起到进气增压的目的,从而可以多喷入燃油,使燃料燃烧更彻底,提高发动机的动力性和经济性。     

汽轮机速关阀不同开度下的流动特性数值研究

本文应用商业CFD软件Fluent对某型汽轮机速关阀不同阀开度下的二维流场特征进行了数值模拟,给出了通流部分流场的总压、流线及马赫数的分布情况.数值模拟结果表明,在大开度情况下,阀体内部马赫数较低,损失较小;开度较小时阀座与阀碟之间的喉部将出现激波和超音流动,从而带来较大的损失.