燃气涡轮无气膜动叶设计流程及分析

为了进行涡轮动叶冷却结构设计,采用一套设计流程,完成了某型涡轮第一列动叶无气膜方案设计。结果表明:管网计算设计中,得出调整后冷却结构的第一腔流量为16.85 g/s,第二腔流量为40.78 g/s,前缘最大温度为1 169 K,低于材料许用温度,满足设计要求。三维导热中的最大温度相比管网计算得出的温度有所上升,通过分析,管网计算未能考虑极值温度,因此三维导热计算是有必要的。从给出的三个截面温度场可以看出,前缘位置存在一定高温区,但最大温度低于设计温度,温度场符合设计要求。     

涡轮导叶冷却结构设计及性能分析

按照涡轮传热分层设计流程,对某型燃气轮机高压涡轮导叶进行了冷却结构设计。利用管网设计方法快速得到符合设计要求的基本冷却结构,采用UG建模与自编程序相结合快速生成实体模型,并选取两种典型冷却方案进行全三维气热耦合计算。计算结果表明：两种冷却方案总冷气量基本相同时,前腔冷气流量更大的方案2满足设计要求,其前腔无量纲流量为0.052 7,后腔无量纲流量为0.049 4,叶片表面无量纲平均温度为0.666 7,无量纲最大温度为0.737 1;增大吸力面“簸箕”形状气膜孔的冷气流量,可以有效降低吸力面中后部高温区域的温度;利用管网设计可以快速搜寻合理的冷却结构方案,该设计方法显著地缩短了设计周期。     

内部通道肋片结构对Mark Ⅱ叶片冷却性能影响的降维模型研究

一维冷却通道气热耦合计算是分层涡轮叶片冷却结构设计的重要方法。发展了以管道网络算法为核心的内部冷却特性计算程序,并与三维传热计算进行了耦合。通过与MarkⅡ叶片特定实验工况下的结果进行对比,验证了方法的有效性。此外,进一步将带肋结构流道传热特性相关经验公式集总在一维气热耦合算法中,分析了带肋通道改型的MarkⅡ叶片冷却性能。结果显示,带肋结构相比光滑流道能显著提升换热性能,在中径截面处较原方案温度下降15～30 K。     

燃气涡轮静叶冷却结构设计流程及分析

为了快速设计一套涡轮静叶的冷却结构,采用单元设计法、管网计算、三维导热计算方法对某型涡轮第一级静叶进行内部冷却结构设计。设计结果表明:管网计算设计得到第一级静叶冷却结构的实际冷气量为7.28 g/s,略小于设计最大值7.8 g/s。最大无量纲壁温为0.98,小于设计允许的最大无量纲壁温1;三维温度场计算表明,叶片表面平均无量纲温度0.876,冷却效率为0.530。     

燃气轮机高温叶片内部冷却技术概述

综述了燃气轮机典型的内部冷却结构和设计手段.通过文献分析,提出内部冷却典型强化换热手段包括带肋通道冷却、扰流柱冷却和冲击冷却,重要设计手段包括一维管网和三维数值优化.管网计算基于实验总结的经验公式,计算效率高,关键在于动量方程的求解算法;三维数值优化可以降低设计对人工经验的依赖,关键在于合理选择优化目标和优化算法.分析表明,旋流等新的强化传热形式、微型冷却等新的叶片冷却模式、旋转和真实通道几何对内部冷却详细传热和流场的影响都将得到进一步研究,叶片设计技术将由人工经验性的设计逐渐向计算机自动化方向发展.     

高温涡轮动叶冷却结构方案对比分析研究

采用自主开发的冷却结构设计分析方法,对某型涡轮第一级动叶内部冷却结构进行方案设计。分别以E3和YX两种成熟的航空发动机作为基准机型,重新设计并评估两类拓扑结构的优劣。在管网设计计算中,以E3为母型设计的冷却结构,第一腔流量为5.77g/s,第二腔流量为8.28g/s,叶片最高无量纲温度为0.759,平均无量纲温度为0.655,最大温度出现在叶片前缘约为70%叶高位置,不能满足设计要求;以YX为母型设计的冷却结构,第一腔流量为6.88g/s,第二腔流量为7.12g/s,叶片最高无量纲温度为0.717,平均无量纲温度为0.646,叶片表面温度基本满足设计要求。     

燃气轮机轮盘预旋冲击冷却特性研究

为提高冷却空气对涡轮轮盘的冷却效果,以某型燃气轮机低压涡轮为研究对象,提出了一种带有预旋冲击的轮盘冷却结构。当冷却空气流过该结构时,冷却空气的流动方向发生改变,提高了轮盘的换热效果,降低轮盘温度进而提高了轮盘强度储备。使用CFX有限元计算软件,对该冷却结构和轮盘进行了气-热-固耦合计算,结果表明:带有预旋冲击的冷却结构比非预旋冲击的冷却结构具有更高效的冷却效率;轮盘在预旋冲击冷却作用下,轮盘换热表面温度降低显著;当冷却空气进口温度降低60 K时,轮盘换热表面温度降低37 K;冷却空气进口压力增加0.39 MPa时,轮盘换热表面温度降低10 K。     

基于流热耦合的燃气轮机透平叶顶冷却设计

燃气轮机透平叶顶区域存在复杂的流动和换热问题,承受很高的热负荷。为了降低透平动叶叶顶温度,在透平叶顶现有结构的基础上提出气膜冷却和气膜+内冷通道冷却两种叶顶冷却方案,并通过流热耦合计算分析冷却升级前后叶顶区域的换热和流动特性。研究发现：叶顶气膜冷却方案可有效降低叶顶温度,特别是叶顶前缘至中弦区域;而气膜＋内冷通道冷却方案基于外部气膜冷却,结合内部冷却通道设计,可进一步降低叶顶尾缘的温度;与原型叶片相比,气膜+内部冷气通道的复合冷却设计可以使叶顶尾缘最高温度降低24 K。     

一种冷却冷凝器的理论算法

本文针对七０三所设计的，用于闭式双工质燃机循环实验的螺旋板翅式冷却冷凝器的气侧流道中流动的湿燃气这一独特的物理模型，建立了三维流道内气体流动及传热的微分方程。并根据控制容积法的基本思想，构造了稳定性良好的三维椭圆型原参数动量方程、传质方程及能量方程在直角坐标系中的离散格式，并给出了典型流道内混合气体中水蒸气浓度及混合气体温度变化情况，并将主要计算结果与实验结果进行了比较，证明计算结果是比较满意的；同时，在保持冷却冷凝器外经不变的条件下，对不同流道间距的气侧流道进行了计算，证明设计的间距是正确合理的。     

卧式柴油机冷却水流动特性的影响因素研究

针对卧式柴油机强制冷却闭式循环系统水套结构,试验研究了不同工况下水套入口流量及关键点的温度和压力。采用计算流体动力学(CFD)三维模拟的方法建立了冷却水流动仿真模型,并进行了试验验证。设计了冷却水套结构参数正交方案,通过CFD模拟分析了水泵出水流量、公共水腔截面形状和面积、缸体及缸盖入水孔的设置和分布等水套结构参数对冷却水流动的影响关系。研究结果表明:卧式柴油机缸体入水孔截面积和布置对缸体水套冷却水流动、冷却效果和冷却均匀性有很大的影响;卧式柴油机缸盖入水孔的位置、孔数和截面积等结构参数对缸盖水套的冷却水流动、冷却效果、冷却均匀性及进/排气侧的冷却分布等均有很大的影响。     

解透平机械流场的有限单元方法_等参单元法

本文介绍了求解涡轮机械流场的有限元法,在简化为轴对称流动的假设下,基于周向平均流面,应用流函数把涡轮机内的流动简化为二元准调和方程的描述,利用伽略金法求解各个基本方程,得到流场解。     

矢量化技术在电力系统高性能计算中的应用

将矢量化技术应用到电力系统计算中可以极大的提高程序运行速度并降低建模和算法开发的复杂程度。介绍了矢量化技术的基本原理及其在高性能科学数值计算领域的应用情况．推导了直角坐标和极坐标下潮流计算的相关矢量化计算式,说明了矢量化在电力系统建模和算法实现中的应用可行性。设计和开发了电力系统矢量化运算库,并基于该库开发了最优潮流程序,通过算例数据说明了矢量化技术能够提高计算速度。提出了矢量化电力系统程序开发的解决方案,该方案缩短了高性能计算程序的开发周期,加速了算法的实用化进程。     

Flow Field Calculations for Afterburner

Ｆｌｏｗ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ＡｆｔｅｒｂｕｒｎｅｒＦｌｏｗＦｉｅｌｄＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｆｏｒＡｆｔｅｒｂｕｒｎｅｒ￥ＺｈａｏＪｉａｎｘｉｎｇ；ＬｉｕＱｕａｎｚｈｏｎｇ；ＬｉｕＨｏｎｇ（ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔ...     

基于频率特征的微电网孤岛潮流计算

通过对微电网孤岛运行时潮流计算的特殊性分析,将传统牛顿拉夫逊法进行改进,特别针对频率进行计算,且不设置平衡节点,让多电源共同承担功率缺额。根据实际情况,考虑分布式电源和负荷的调节特性,进行潮流计算分析,所得分析结果具有一定参考价值。     

调压室位置变化对非恒定流联合计算的影响

同一引水系统线路，调压室的位置不同，对水击压力，调压室水位波动，机组转速变化会带来多大的影响，这正是本文所研究的问题。     

电站热力系统汽水流量分配计算的研究

以常规热平衡方法为基础,将等效热降法应用于电站热力系统汽水流量的分配计算,计算结果与常规热平衡方法完全相同,并可简捷快速地计算出热力系统连接方式及局部参数变化对汽水流量分配的影响,为电站热力系统应用热力学第二定律进行定量分析奠定了基础。     

15OW准分子激光器横流风机研究设计

本文介绍了１５０Ｗ准分子激光器用横流风机的选型、气动设计、结构设计及循环气体冷却问题。通过实物运行实测证明,横流风机具有直接获得扁平形状高速均匀流场的优势,该风机结构紧凑、计算正确可靠,设计合理。     

水文巡测技术的研究

对已有水文资料的流量测验次数选择进行允许误差分析，是水文站开展水文巡测的前期性工作，以代表测站为例，分点对线的定线误差和各种时贷总量误差两步对该站流量资料进行分析研究，提出了实行巡测的精简测次的具体意见。     

供水管网空气阀进排气过程中的流通面积计算与分析

随着内部结构改造,空气阀的结构更加多样化,加之动作过程中缓冲装置及内部球体的位置变化等,导致进排气过程中孔口流通面积随管道内外压差的变化而存在差异。首先将空气阀的仿真模拟流量值与行业标准值进行对比,得出标准规范数据偏小,应适当增大;其次,基于仿真模拟数据与标准规范数据,分别计算空气阀的进排气流通面积,得出空气阀排气时出口流通面积大于公称通径对应面积,进气时的入口流通面积小于公称通径对应面积。该研究结果可为空气阀的计算及选型提供指导。     

电厂燃煤锅炉入炉总风量探讨

某电厂2号、3号炉由于二次风量所采用的标定方法不同,从而导致机组在满负荷时入炉总风量显示值3号炉比2号炉大200～300 t/h.通过分析3号炉二次风量标定方法及理论计算入炉总风量值,探讨了3号炉入炉总风量的准确性.