考虑鼓风热流的汽轮机温度场研究

汽轮机在鼓风运行状态下,叶片与介质高速摩擦会产生大量热量,引起汽缸温度急剧上升,严重影响汽缸强度、安全性和可靠性。以某型汽轮机为研究对象,通过三维流场仿真计算,分析了介质与叶片之间的摩擦引起的鼓风热流,并将该热流作为温度场研究的边界条件获得了汽缸内部的温度分布。结果表明:鼓风热流对汽缸温度分布的影响较为显著,鼓风热流越大,汽缸的温度越高,可能造成设备因过热而产生故障。因此在设计时需对鼓风热流进行更细致的计算,为汽缸可靠性、安全性设计提供支撑。     

调节级局部进汽对下游动叶气动负荷影响的数值研究

基于舰船用主汽轮机多工况、变转速、变参数的特点,应用商业软件CFX对具有3组喷嘴的复速级叶栅进行全周数值模拟,着重分析了调节级局部进汽对下游动叶气动负荷的影响,数值模拟结果表明,各个喷嘴组边界壁面的存在对流动具有较大影响,同时喷嘴叶栅Ⅰ的叶片型线的不同导致边界畸变对流动的影响更敏感。动叶叶栅的压力分布特点表明了尾迹低速区和主流低压区是形成动叶流动参数不稳定的主要因素,从而形成了叶栅内特有的非定常流动现象。     

结构参数对贯通挡板袋型阻尼密封动力特性的影响

与迷宫密封不同，由于有轴向挡板的存在，贯通挡板袋型阻尼密封能提供较大的阻尼，成为抑制旋转机械系统振动的潜在的有效元件。为探究结构参数对该种密封动特性的影响，对扰动下的贯通挡板袋型阻尼密封-转子系统进行受力分析；选定若干组腔室深度、密封间隙、基本腔室宽度，建立数值仿真模型；利用CFD方法计算给定轴颈涡动下密封间隙和腔室中的流动情况，获得扰动作用下轴颈受到间隙气流的径向作用力，求得密封-转子系统8个动特性系数；分析该型阻尼密封的腔室深度、密封间隙、基本腔室宽度3种结构参数对其动特性系数的影响规律。结果表明：刚度系数中直接刚度为主导因素，且随腔室加宽加深单调增加；直接阻尼和交叉阻尼量级相仿，且较大的腔室深度和较小的密封间隙有利于取得较好的阻尼特性；通过选择尽可能深的腔室深度和尽可能小的密封间隙，以及恰当的密封宽度和齿数，可获得更好的密封动力特性。     

基于LSTM循环神经网络的汽轮机转子表面应力预测模型

汽轮机转子启动过程中的寿命管理与评估问题非常关注转子表面应力,而应用有限元计算应力时间代价较大,循环神经网络(recurrent neural network,RNN)可快速准确地计算预测汽轮机启动过程中转子表面应力,大大提高在线评估效率。然而传统RNN神经网络存在梯度消失或爆炸以及无法解决长时依赖的问题,影响其实际应用。针对该问题,建立了基于长短期记忆(longshort-termmemory,LSTM)循环神经网络的汽轮机转子表面应力预测模型。在超参数的多组实验中,发现时间步长为3、dropout比例为0.2、隐藏层单元数为6时预测精度达到最佳,验证了预测模型的合理性。通过预测模型与有限元计算模型的耗时对比,发现预测模型耗时大大缩短,验证了预测模型的高效性。对预测模型的普适性分析表明:预测模型可拓展应用于类似时序序列问题的预测中。