汽轮机末级叶片流固耦合数值模拟

从非定常流动和弹性叶片振动相耦合的角度来研究叶片的强迫响应,对于叶片的高周疲劳具有重要意义.利用商业程序CFX和ANSYS对某汽轮机末级进行了设计状态下的流固耦合计算,得到了一定阻尼水平下的通道内部流动图画和叶片振动的动应力.流场非定常计算结果与非耦合情况下进行了对比分析,结果表明,耦合振动及变形对叶片的时均负荷影响较小,但是对转静间的非定常相互作用存在显著影响.     

基于ALE的汽轮机低压叶片流固耦合数值模拟

采用ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方法对汽轮机低压叶片与流场之间相互作用下的应力、位移进行了数值模拟,通过计算获得了流场、压力及叶片位移分布,得到应力及叶片位移随时间的变化关系,流体产生的压力波引发了叶片的振动,最大应力发生在叶片根部,最大应力值和最大周向位移随转数增加.模拟结果可对改进叶片性能及叶片材料选择提供相应参考.     

风力机叶片及塔架流固耦合分析

采用ANSYS Workbench软件,对国内某200 kW水平轴风力机流场进行数值模拟,计算出风力机叶片表面的压力分布和旋转域速度分布。通过对X方向不同截面总压、湍动能和涡粘性分布情况进行分析,得到了风力机下风向上述3个物理量的变化规律。将风力机流场的计算结果施加到固体计算中,进行风力机叶片和塔架整体的流固耦合模拟计算,分析得出风力机叶片、塔架应力和变形量的分布情况。最后进行模态分析,得到其前十阶振动频率和振型,为风力机安全运行和叶片的优化设计提供参考。     

大型湿冷汽轮机1450mm末级叶片CFD数值研究

针对火电全转速1450mm末级叶片进行了CFD数值研究。结果表明:在1450mm末级叶片的气动设计过程中,应用先进的全三维CFD计算分析方法进行合理的流型设计和气动匹配,保证了叶片具有优良的气动性能。     

耦合末级叶片的汽轮机排汽缸气动数值模拟

为研究末级叶片出口流场径向的不均匀性对排汽缸气动性能的影响,基于稳态的三维N—S方程、能量方程以及连续性方程,采用商业CFD软件进行了排汽缸气动性能的数值模拟计算．结果表明：耦合末级叶片的数值模拟计算结果更接近真实值;动叶叶顶漏气射流对排汽缸内的流动结构有很大影响,使得计算得出的静压恢复系数有所增加;叶片叶顶漏气影响不可忽略,在今后的排汽缸气动设计及优化工作中需要考虑末级叶片的影响;排汽缸进口条件对于其气动性能有着决定性的影响．     

汽车排气管流固耦合应力计算

本文以汽油机排气管为研究对象,建立了排气管固体、内部烟气以及外部冷空气多种流体对流换热模型,采用CFD软件Fluent对排气管内外流场进行数值模拟,并将计算结果映射到FEA软件中进行流固耦合计算,得到不同车速下排气管的温度场及应力分布情况,计算结果表明外部冷空气的流动对排气管温度及应力分布具有很大影响。计算结果对排气管的模拟计算及生产设计具有一定参考价值。     

单级冲动式汽轮机叶片气热耦合数值计算

本文针对水下特种动力用单级冲动式涡轮机叶片的温度场预测,采用气热耦合方法进行数值计算,并与非耦合方法计算进行了对比分析。结果表明,两种计算方法获得的主流场比较接近,而叶片表面的温度场有较大的区别;耦合计算表明沿轴向方向,从动叶进口到动叶出口,叶片内部温度温差逐渐缩小,在叶片入口处,从叶根到叶顶叶片的温度呈先降低后升高的趋势,在动叶出口处,叶片表面温度值趋于均匀,叶片温度梯度载荷不大。     

汽轮机末级叶片颤振设计

随着汽轮机的大型化和多样化，汽轮机末级叶片振动安全性会出现新的问题，叶片会在非共振强迫振动下产生振动疲劳破坏。研究表明，这是一种叶片颤振。 目前，预估汽轮机叶片失速颤振的简化方法有：半经验法、经验法和三维粘性失速颤振数值解法。 该文从微分方程稳定性原理出发，阐明了叶片颤振的负阻尼机理。介绍了几种预估末级叶片颤振的方法，变形激盘法是作者早期与北航共同开发的一种半经验法，已用于工厂叶片颤振设计。并根据作者的经验，推荐了几种经验法来预估叶片的颤振特性。     

660MW汽轮机低压排汽缸联合末级整圈叶片气动性能研究

为了减少汽轮机低压端排汽余速损失,设计具有较大压力回收能力的低压排汽缸对整个机组的效率提升具有非常重要的意义。对660MW的汽轮机低压缸进行了CFD数值模拟,考虑到低压缸流动具有不对称性、强三维流动的特点,选择末级整圈叶片和低压排汽缸一起作为研究对象,研究结果表明该低压缸具有较好的气动性能,能有效地将末级余速损失转化为压力能回收。     

汽轮机末级动叶片断裂级性能数值研究

针对某电厂汽轮机末级叶片断裂后修整再用这一实际情况,应用FINE/Turbo软件模拟断裂前后的流场,讨论、分析末级叶片断裂后对汽轮机末级及其它各级性能的影响,得出如下结论:汽轮机效率降低、汽耗增加。各级后压力升高,汽轮机轴向推力、扭矩降低;各级压力参数相对于未断裂时有所降低,特别是次末级出口压力参数降低最多;叶片断裂处速度分布不均匀、变化较剧烈,在叶顶处形成了较大的回流区,流动损失加大。     

大功率汽轮机末级动叶根部叶栅的最优化设计

本文提出了大功率汽轮机末级动叶根部叶栅的最优化设计的方法,并给出设计实例。最优设计所得的叶栅损失系数比原有叶栅的损失系数有明显下降。     

空冷汽轮机的末级叶片

针对空冷机组的特殊性，分析了末级叶片的设计特点。并介绍了HTC设计的600MW空冷机组末级叶片的最佳高度选择、结构特点、气动性能和强度振动性能。     

汽轮机末级叶片振动特性分析

末级叶片多工作在湿蒸汽区,工况十分恶劣,如果叶片在工作转速下发生共振,会产生很大的危害,甚至出现叶片断裂,导致机组故障停机等问题。因此,设计频率避开工作转速共振区域成为末级叶片开发中的重中之重。通过有限元计算叶片振动特性与试验结果之间对比,得出理论计算数据与试验结果之间的联系,进而正确指导设计,缩短末级叶片的开发周期。     

空冷机组末级叶片的初步研究与分析

末级叶片的研究是研制开发空冷机组的关键。从热力、气动、强度振动等几个方面对末级叶片的工作特性、设计要点等方面进行论述，对于末级叶片的设计开发有一定的指导意义。     

复杂阻尼结构汽轮机末级长叶片寿命评估相关研究进展及展望

目前汽轮机叶片设计和安全性考核主要采用的是以许用应力为基准的静强度准则和以安全倍率为基准的动强度准则,随着汽轮机设计制造水平的提高,尤其是近年来在超临界和超超临界大功率汽轮机中广泛采用具有复杂阻尼结构的长叶片,该方法已经表现出越来越多的局限性,建立一套从寿命损耗角度评估叶片安全性的方法十分必要。总结了近年来国内外在叶片寿命评估相关研究如静态应力分析、动态应力分析、叶片高周和低周疲劳寿命分析以及叶片水蚀疲劳分析等4个方面的研究进展,并对进一步深入研究提出了一些思路和方法。     

汽轮机末级叶片的激光强化技术

全文结合作者自身开展的各类叶片的激光强化技术研究,介绍了激光淬火、激光合金化与熔覆、激光纳米强化、激光固溶强化技术各自的原理特点,阐述该技术与常规强化方法的对比特性,分析了各技术的适用场合,研究分析表明,随着该系列技术的研发成熟,将成为替代常规感应淬火、电沉积、镶焊等工艺的最有效的先进方法。     

叶顶刷子汽封在汽轮机上的应用

叙述了叶顶刷子汽封的结构、原理、作用、安全性、寿命，介绍了其在200MW汽轮机动叶叶顶上实际使用后的良好效果。刷子汽封可用于大、中、小型汽轮机和其它涡轮机上。     

汽轮机末级钛合金长叶片围带接触力分析

大型汽轮机末级钛合金叶片的自锁阻尼围带在运行中会发生接触面磨损的现象,减小了接触面之间的接触紧力,导致叶栅整体性和刚性削弱,对叶栅的阻尼减振效应产生了负面影响.为更好地分析和了解这一问题,建立了末级长叶片整圈阻尼围带的接触力分析模型,可对不同结构、不同磨损状态的长叶片围带接触紧力进行定量分析.用有限元方法对该模型进行了...