整机环境下的风扇_增压级叶片气动优化

采用自主研发的三维粘性气动优化设计平台对某双涵道风扇/增压级进行了气动设计优化;采用NURBS技术对该风扇/增压级各排叶片进行了参数化造型,包括二维叶型的参数化表达以及基选线的弯、扭联合造型;采用NUMECA商用软件进行了风扇/增压级三维内外涵联算作为气动性能评估指标;基于该风扇/增压级三维内外涵联算,采用iSIGHT优化软件对风扇/增压级各排叶片进行了气动优化设计.在整机流量降低0.342 8%的情况下,内涵增压级效率提高了1.43%;对风扇优化,在整机流量基本不变的情况下,整机效率提高了1.566%,并扩大了增压级的稳定工作范围.     

周向弯叶片对动叶可调轴流风机气动性能影响的数值模拟

为了有效改善轴流风机气动和声学性能,以带后置导叶的OB-84型单级动叶可调轴流风机为对象,利用Fluent软件和Ansys有限元分析模块,对比叶片弯曲前后风机的气动性能和内流特征,分析其静力结构特性并进行了噪声预估。结果表明:叶片弯曲后风机全压提高,大体积流量侧气动性能改善效果明显,设计工况点前弯3.0°性能提升最佳,全压和效率分别提升了3%和0.16%;前弯叶片增大了叶根区轴向速度,延缓了叶根区分离流动的出现,提升了叶片中下部做功能力,减小了叶顶区吸力面与压力面间的压差,有效抑制了叶顶泄漏流的产生;弯曲叶片对降低声功率级影响较小,但可缩小高噪声区分布,从而降低风机噪声。     

引风机和增压风机运行优化分析

以某厂300MW燃煤机组的脱硫系统为研究对象,基于轴流式风机的运行特性,建立运行特性和电耗模型,运用MATLAB软件编写计算程序,计算负荷为50%工况下,随着增压风机入口静压设定值的改变,在风机的四种投运组合方式下的风机效率、总电功率和单机电功率。结果表明:在负荷为50%的工况下运行时,增压风机的入口静压设定值应小于210 Pa,且设定值越小经济性越好;采用两台引风机并联运行效果最好,一台引风机和一台增压风机串联运行效果次之。     

引风机替代增压风机运行的可行性探讨

脱硫装置的投运率不低于90％,是当前中国环保法规对火电企业脱硫装置运行的基本要求,而脱硫增压风机故障检修常使火电企业因环保问题面临主机被迫停运和增发电量的两难选择,通过介绍脱硫增压风机故障检修情况下,用锅炉引风机成功代替增压风机,使脱硫装置投入运行的技术创新实例,为企业解决增压风机故障问题提供了较好的思路.     

风扇/增压级端区流动优化设计研究

以某大涵道比风扇/增压级为例,针对风扇/增压级三维数值模拟中转子端区存在的流动分离现象,开展端区流动优化设计。通过分析可知在风扇转子和增压级转子根部均存在较强的二次流,利用波浪内壁改变流道曲率,降低了风扇根部的径向迁移流动,消除了增压级转子根部分离,有效提高了风扇/增压级内涵效率及失速裕度。同时,对于增压级转子叶片还尝试了采用J型积叠的方式开展端区优化设计,三维计算表明采用弯曲动叶同样可以有效改善转子根部的二次流动,消除流动分离。     

阻尼拉金结构的长叶片透平级气动性能数值研究

文章采用商用计算流体动力学软件ANSYS—CFX数值求解Reynolds—Averaged Navier-Stokes（RANS）方程和标准k-ε紊流模型方法数值研究了考虑阻尼拉金结构的汽轮机长叶片透平级的气动性能．分别计算分析了无阻尼拉金结构、椭圆型阻尼拉金结构和流线型阻尼拉金结构的汽轮机长叶片透平级的流场特性．详细分析了阻尼拉金对长叶片透平级气动性能的影响特性。研究结果表明：阻尼拉金的存在对长叶片流场的影响主要位于叶片吸力面附近。采用椭圆型拉金及流线型拉金长叶片的透平级与无拉金的情况相比,透平级等熵效率分别降低0．313％和0．206％．采用流线型阻尼拉金后透平级等熵效率比椭圆型拉金提高0．107％．相比于椭圆型阻尼拉金结构的长叶片．流线型阻尼拉金结构在其尾缘处的分离涡基本消除．拉金尾缘处的流动损失减少。     

机翼型及板型叶片轴流风机气动性能计算及比较

采用数值模拟方法对机翼型及板型叶片的轴流风机的气动性能进行了比较.通过对比这两种叶型的风机在相同几何条件下的流量、全压升及效率,得到了不同叶片型线对风机气动性能的影响规律.数值模拟结果表明机翼型叶片的全压效率、通流能力和做功能力等方面比相应的板型叶片具有优越性.     

叶尖小翼安装位置对轴流风机性能的影响

采用数值模拟方法建立了在压力面和吸力面分别安装宽度为2倍叶片厚度叶尖小翼的轴流风机模型,分析了叶尖小翼安装位置对轴流风机性能的影响.结果表明:压力面和吸力面安装叶尖小翼均能减小叶顶泄漏流;压力面安装叶尖小翼使叶顶泄漏涡增大,造成的气动损失增加,导致轴流风机全压和效率下降;吸力面安装叶尖小翼能有效减小叶顶泄漏涡,同时延缓其脱落,使其向远离吸力面偏移,减少造成的气动损失,使得轴流风机全压和效率提高,该轴流风机设计体积流量点全压效率提高了0.6%.     

叶片前缘开缝对离心风机气动及噪声的影响研究

将前缘缝翼思想运用到离心风机中,研究了叶片前缘开缝设计参数对离心风机内部流场及其声辐射的影响规律。研究表明:叶片前缘开缝使气流通过狭缝得到加速,抑制后叶片吸力面边界层分离;同时,开缝设计使叶轮内部压力脉动明显减弱,降低离心风机气动噪声源强度,存在最佳开缝参数组合使离心风机流动与降噪效果达到最佳;设计工况下,当开缝位置L/C=0.30,前叶偏转角θ=4°,且前、后叶片最大相对厚度相等时,离心风机全压提高7%,效率提高2%,其远场噪声各测点总声压级平均下降3.5 dB。     

增压风机运行方式优化及经济性分析

通过试验确认低负荷时引风机出口烟气能克服脱硫系统的沿程阻力,当锅炉总风量低于1 700t/h以下时,脱硫系统停运增压风机,保持动叶全开,引风机适当增加出力,可满足锅炉和脱硫系统安全稳定运行,显著降低了厂用电耗.取得了良好的经济效果.为防止其对锅炉运行产牛影响,在设计控制逻辑时采取了相应的预防措施.,对炉瞠负压波动大、引风机失速、烟气泄漏等方面的问题进行了分析,提出了解决问题的可行性方案,能够保证锅炉的稳定运行.     

高负荷跨音压气机弯叶片的气动性能研究

通过商用计算流体软件对采用不同叶片弯曲形式设计的跨音压气机动叶进行了数值模拟,分析了叶片弯曲形式和弯曲角度对压气机效率的影响。详细讨论了在设计点弯设计对跨音压气机性能的影响,包括流动结构、负荷径向分布以及效率等。结果表明20°正弯设计将动叶设计点效率提高了0.42个百分点,正弯设计可以改善负荷的径向分布并抑制端壁角隅失速。     

齿形襟翼及跨度对风机气动性能影响的数值研究

基于大涡模拟对采用不同跨度齿形襟翼(TGF)的动叶可调轴流风机进行了数值研究,探讨了襟翼及其跨度对风机性能、气动噪声和静压分布的影响,分析了噪声与涡结构分布的内在联系.结果 表明:齿形襟翼可显著提高风机全压,且全压增幅与襟翼跨度成正比,襟翼跨度为0.9时的全压提高1409 Pa;采用齿形襟翼后的风机降噪量随襟翼跨度的减小而增大,襟翼跨度为0.7时的降噪量达18.33 dB;齿形襟翼削弱了叶片尾迹强度,改善了叶根泡状涡尺寸,在襟翼顶部形成一较长管状涡,减弱了尾涡与叶顶泄漏流的相互作用;襟翼跨度越小,改善成效、降噪效果越显著;襟翼跨度为0.9时的齿形襟翼在改善全压、拓宽高效区和降噪等方面的综合性能最优,且在变安装角工况下可有效提升风机全压、改善大流量侧效率.     

双圆弧叶型压气机叶栅气动特性的实验研究

对双圆弧叶型（DCA）压气机叶栅在低速大尺寸风洞上进行了实验研究，利用五孔束状探针对栅前、流道里和出口流场进行了详细的测量以及流场显示。实验结果表明,DCA叶栅出口近两端壁的通道涡和端壁／吸力面角区分离泡的存在，造成叶栅两端区较高的二次流损失。与CDA相比，DCA尾缘流动较差；与NACA65相比，DCA的负荷沿叶高分布不均匀。     

1000MW机组引增合一改造的应用和分析

铜山华润电力有限公司2×1 000 MW超超临界机组锅炉引风机和脱硫增压风机串联布置,运行电耗偏高,为简化系统,配合后续节能技术改造并节约用电,拟进行引风机与增压风机的合并改造。对改造方案的确定及改造效果进行了论述和分析,改造后机组满负荷运行可使厂用电率下降0.32%,节电效果显著。     

汽轮机低压排汽缸气动性能的数值研究

汽轮机低压排汽缸的气动性能对汽轮机组效率的影响至关重要。采用CFD软件CFX,对某型号机组的低压排汽缸小尺寸实验模型在不同来流条件下进行数值模拟研究,并进行了具有对称和非对称两种不同结构扩压器的排汽缸性能对比。结果表明不同的进口旋流对排汽缸性能影响很大,扩压器性能是影响排汽缸性能的主要因素,非对称扩压器更有利于排汽缸性能的提高。     

1 000 MW燃煤机组引风机与增压风机改造研究

  [目的]  为确保锅炉烟气系统的正常运行,国内燃煤发电机组实施超低排放改造后,引风机及增压风机需要进行改造。  [方法]  以某1 000 MW燃煤机组为例从技术角度对引风机及增压风机三种可行的改造方案(只改引风机、只改增压风机以及增引合并)进行了比较,并结合工程实际情况进行了经济计算。  [结果]  得出增引合并方案的综合技术经济性最优。  [结论]  此比选方法和改造方案对其他燃煤机组引风机改造有较高的参考价值。     

小展弦比静叶栅气动性能试验研究

对600MW汽轮机调节级喷嘴子午面端壁收缩和相对叶高的关系进行了试验研究。同时还给出了应用弯曲叶片和顶部端面收缩的效果。     

非设计工况风扇形变与气动影响数值模拟研究

当发动机在非设计点工作时,由于离心力和气动力的差异,风扇叶片的真实热态叶型将与设计状态的热态叶型产生偏差。本文以某型民机大涵道比风扇叶片为基础,针对换算工况与物理工况的热态叶型形变偏差,以及部分转速与设计转速热态叶型的形变偏差,分析两种偏差下热态叶型的变化,并对形变带来的特性和流场变化开展数值模拟分析,量化形变对风扇叶片性能的影响,进而为风扇叶片数值分析结果的修正提供了依据。     

Aerodynamic Characteristic Research on Final Stage Stator of a Highly Loaded Fan

Due to corner separation and other complex three-dimensional flows existing in the highly loaded stator, which influences the fan performance significantly, highly loaded stator blades of a transonic fan with a maximum camber angle of 57° were studied in this paper and sector cascade experiment was adopted. In order to get the stator aerodynamic parameters as realistic as possible and conduct the experiment without the existence of rotor, an adjustable guide vane was designed to simulate the velocity magnitude and direction of the stator inlet flow. Results show that the adjustable guide vane can simulate the rotor outlet velocity direction and magnitude in most span range. The deviation angle is positive and the maximum value is nearly 21° because the severe separation is at 27% span. Corner separation exists on both pressure side and suction side and the location of separation initiation is determined. Finally, the stator blades were redesigned with some suction slots on the suction side. Experiment results show that the suction slots change the flow field structure, increase the capability of flow turning, and decrease the flow loss.     

前缘静止及振动微小圆柱对S809翼型气动性能的影响

Re=1×10~6的条件下,在S809翼型前缘设置微小圆柱,分别研究了静止及振动的微小圆柱对S809翼型气动性能的影响。数值模拟的结果表明:S809翼型前缘适当位置设置静止及一定振动方式的微小圆柱均能明显降低阻力系数、减小或抑制流动分离区的大小、改善流场状况;在翼型前缘点吸力面正上方6%弦长处,设置直径为2%弦长的静止圆柱可以完全抑制翼型的流动分离;当圆柱直径变小时,静止微小圆柱控制流动分离的效果变差,但此时给圆柱一定规律的振动后,又可以达到较好的流动分离控制效果。