透平中混合加载叶片成型设计研究

在叶片弯扭联合设计方法的基础上,提出了混合加载叶片成型,即在叶片二次流损失严重的端部区域使用后加载叶片成型,在二次流影响较弱的中部区域使用前加载叶片成型。结果表明:混合加载叶片子午面的压力呈C形分布,可控制径向二次流损失;合理匹配叶片安装角可进一步降低静、动叶片中的二次流损失。     

矩形和圆形微通道内流体流动特性的实验研究

流体在微米级通道中的流动规律与常规通道不同,其区别主要体现在摩擦因子、转捩雷诺数和泊肃叶数等方面。针对上述问题,实验研究了水在水力直径为167~195 m矩形硅通道和水力直径为168~399 m圆形玻璃微管中的流动特性。结果表明,对水力直径为167~195 m的矩形通道,其转捩雷诺数发生在1 300~1 480;对水力直径为168~399 m的圆形通道,其转捩雷诺数位于2 600~2850,且二者的摩擦因子和泊肃叶数与理论值基本一致,这说明了微通道的形状对流动阻力特性没有明显影响。通道S-3的长径比为173,其入口段长度比常规管道入口段略长,说明微通道的入口效应较明显。实验测量了微通道的局部阻力压降随流量变化的关系。结果表明,突变微通道内水流动的局部阻力符合常规理论曲线。     

东方超超临界二次再热660 MW汽轮机超高压进汽蜗壳数值研究

本文采用CFD数值分析软件完成了东方新开发的超超临界二次再热660 MW汽轮机超高压进汽蜗壳的气动性能分析,分析对象包括进汽蜗壳截面的收缩比、截面形状以及进汽管横向间距,结果表明该机组采用的切向进汽方式具有优越的气动特性,其进汽蜗壳截面收缩比、截面形状以及进汽管横向间距均对切向进汽室的气动特性有较大影响,湍动能和总压损失系数随截面收缩比的增加逐渐减小并趋于平缓,截面形状和进汽管横向间距对切向进汽室总压损失系数影响较小,但对出口处湍动能影响较大。     

超超临界汽轮机组固体颗粒冲蚀的数值研究

文章采用商用计算流体动力学软件CFX,针对某1000 MW汽轮机组,采用欧拉-拉格朗日法,数值模拟了高压缸首级通道内固体颗粒的运动特性,结果表明:不同粒径的固体颗粒对叶片的冲蚀有着不同的影响,固体颗粒直径越大,发生碰撞时的角度越大,撞击点位置越接近前缘.固体颗粒在静叶压力面、吸力面撞击点的撞击角度均在0°~15°之间.静动叶内的冲蚀区主要集中在压力面的中后部,并且静叶受冲蚀的程度远大于动叶.文章还对静叶出汽边采用Cr2C3抗冲蚀涂层后的流动情况进行了分析和比较,结果表明,采用Cr2C3抗冲蚀涂层对叶片气动性能影响不大.     

前加载和后加载叶片转捩特性的数值研究

基于Abu-Ghannam&Shaw转捩模型,定常求解雷诺平均N—S方程组,文章采用商用计算流体动力学软件NU-MECA,数值研究了不同雷诺数工况下,入口湍流强度(Tu)变化对某高负荷前加载和后加载叶片转捩特性的影响,揭示了前加载和后加载叶片吸力面转捩特性的雷诺数和湍流强度效应.文章还对不同湍流强度和雷诺数工况下前加载叶片的流动情况进行分析和比较,研究了该叶片表面极限流线图谱的差异.分析表明,不同雷诺数工况下极限流线图谱存在显著差异,低雷诺数条件下二次流损失明显增大;不同湍流强度的极限流线图谱差异较小,并随湍流强度增大其吸力面下端部的分离线向前缘移动.     

非极性流体在微通道内的阻力特性分析

研究非极性流体在微通道内的流动特性。采用的微流动实验台通过测量不同极性液体流过矩形截面微通道中流量与压力,分析了不同极性流体的阻力特性。结果表明:对分子量较小的极性液体,微通道内流量-压差关系符合Hagen-Poiseuille定律,连续介质模型仍适用于微米尺度微通道;对分子量较大的非极性液体,常规理论在预测微通道内流量-压差、摩擦阻力系数-雷诺数关系时存在较大误差,须进行修正。     

大型核电汽轮机高压调节阀流场特性的数值研究

采用商用计算流体动力学软件CFX,分析了大型核电汽轮机高压调节阀阀座上的消音槽、阀碟空腔和阀壳分流板结构对阀内流场特性的影响。结果表明,消音槽和空腔对阀内流场特性有较大影响,分流板对阀整体气动性能影响不大。全开工况下,消音槽的存在增加了阀门的总压损失,降低临界流量系数,空腔的存在对总压损失和临界流量系数影响极小,但可改善空穴回流区流场的均匀性;部分负荷下,消音槽会导致相同压比下阀门临界流量系数降低,但对总压损失影响较小,空腔结构改善了空穴区内流场的均匀性,对阀门的稳定性有积极作用。分流板使阀门出口流场更均匀,对阀门的气动性能未产生不利影响。     

汽轮机高压缸进汽蜗壳的数值研究

文章采用商用计算流体动力学软件CFX,针对某高压缸进汽蜗壳进行了详细的数值研究,并对影响切向进汽蜗壳气动特性的因素进行了研究,结果表明：切向进汽方式具有优越的气动特性,其进汽蜗壳截面的收缩比、截面形状以及进口管横向间距均对切向进汽室气动特性影响较大。湍动能和总压损失系数随截面收缩比的增加逐渐减小并趋于平缓。截面形状和进口管横向间距对切向进汽室总压损失系数影响较小,但对出口处湍动能影响较大。     

东方超超临界二次再热660 MW汽轮机超高压主汽阀、调节阀气动性能研究

主汽阀和调节阀的气动性能影响汽轮机组的经济性。文章采用CFD数值分析软件对东方超超临界高参数二次再热汽轮机超高压主汽阀、调节阀的气动性能进行了分析,结果表明,通过优化设计,可改善主汽阀、调节阀的气动性能,确保了新开发的超超临界二次再热660 MW汽轮机组的经济性与可靠性。