基于SiPESC.OPT的透平低压排汽缸优化设计

针对提高蒸汽透平机组效率的需求,基于SiPESC.OPT集成软件平台,集成SolidWorks,ICEM和CFX等多个软件构建透平低压排汽缸优化设计系统.系统采用参数化建模、三维黏性流体分析和蚁群算法等多种手段,对某型号透平低压排汽缸模型进行优化设计.结果表明,优化后平均压力恢复因数提升188.31%,出口气流不均匀分布因数明显下降.该优化设计系统能有效提高透平低压排汽缸气动性能.     

某型燃气轮机排气段支撑型线优化设计研究

燃气轮机排气段气动性能的优劣对机组整机效率有显著影响。支撑部件附近流动状况复杂,会对排气段性能产生极大影响。基于某型燃气轮机排气段初始流场特征,开展了排气段前、后支撑型线的优化设计。重点考虑对前支撑的优化设计,完成了三种型线优化方案,并应用S1流面计算方法在宽广的来流角度范围下进行损失计算,选择出气动性能最优的结果。后支撑对流动效率影响比前支撑小,因此对后支撑完成了一种适应当地流场的简单优化设计。最后,采用耦合涡轮末级的排气段三维数值模拟方法,对支撑型线优化前后排气段的气动性能变化进行了分析,支撑优化后排气段流动损失比原型明显降低,总压保持因数提高了1.4%。研究成果可为燃气轮机排气段气动设计与优化提供参考。     

某燃气轮机涡轮叶顶间隙计算分析

涡轮叶顶间隙直接影响燃机的安全和效率。利用有限元软件,首先,进行涡轮转静子二维热-结构耦合分析,计算得到涡轮周向平均叶顶间隙;其次,考虑涡轮转静子三维效应、转子挠度、油膜抬升和燃机启停对涡轮叶顶间隙的影响,修正了涡轮叶顶间隙。计算结果表明：涡轮二维热-结构耦合分析能够较为准确地计算涡轮叶顶间隙,涡轮转静子三维效应、转子挠度、油膜抬升对涡轮叶顶间隙周向分布有一定影响;燃机启动过程,涡轮叶顶间隙出现极小值,尤其涡轮叶顶间隙g3和g4发生碰磨,需增加可磨密封设计避免碰磨。     

燃气轮机压气机喘振监测方法研究

压气机喘振是一种对燃气轮机安全运行具有严重破坏作用的不稳定流动。在研究某燃气轮机控制系统的过程中发现,其控制逻辑中没有针对压气机喘振的控制策略。为了保证燃气轮机安全运行,避免发生喘振对燃气轮机造成破坏,在现有测点基础上研究了在燃气轮机控制系统中增加压气机喘振监测的方法。     

二次空气系统中轴向旋转孔流阻特性的数值研究

通过计算流体动力学(CFD)研究了燃气轮机二次空气系统中轴向旋转孔的进口圆角比、长径比、压比和进口气流冲角对轴向旋转孔流量系数C_d的影响。计算结果表明,当孔的进口圆角比r/d0.2时,孔圆角的变化对流量系数影响显著;长径比、压比对进口有/无圆角的孔的流量系数影响规律不同,长径比越大时进口气流冲角对流量系数的影响越小;进口圆角比也会影响进口气流冲角对流量系数的影响规律。依据数值计算结果,对典型的旋转孔流量系数估算公式进行了修正,提高了经验公式的计算精度。     

陀螺系统时间有限元方法

将保辛的时间有限元方法应用于陀螺系统,扩展时间有限元方法的应用领域。同时导出陀螺系统时间有限元方法的形函数矩阵、时间单元刚度阵列式和非齐次外力的表达式。该方法既继承了有限元保辛的优良特性,又大大提高了数值计算精度,具有非常明显的优越性。算例给出本文方法、四阶Runge-Kutta方法与Newmark方法的比较结果,进一步表明本方法的优越性。     

离心压缩机湿压缩的气动性能分析和强度校核研究

采用湿压缩技术可以降低压缩机出口的温度,有效解决裂解气的结焦问题.采用CFD方法对某离心压缩机进行了湿压缩的气动性能分析,将气动计算所得到的叶片表面压力加载到CAE模型中,从而进行了湿压缩的强度校核.结果发现:在合理选取的进气温度为30℃,喷水量为工质流量的1%时,此压缩机的出口温度明显降低,流量增加,单位质量工质所需...     

空冷汽轮机低压级组叶片模化设计与开发

针对空冷汽轮机低压级组叶片设计困难的问题,基于叶片模化设计技术,结合先进的计算流体动力学(CFD)技术,提出了空冷汽轮机低压级组叶片模化和改型优化设计方法.该方法主要是用于将母型低压级组叶片通过模化设计改进为与设计目标总体性能参数相近的低压级组,在此基础上,应用三维气动分析设计优化方法对低压级组进行了改型优化设计,得到了满足设计要求的空冷低压级组叶片;同时,对低压级组进行变工况分析,以保证低压级组在许用范围内具有较好的变工况性能.该方法将多种先进技术相结合,缩短了开发周期,降低了开发成本.研究结果表明,采用该方法开发的低压级组能够很好地继承母型低压级组的优良特性,保证了叶片的安全性和可靠性,具有良好的气动性能和适用范围.     

工业汽轮机调节级动叶气动性能优化与应用

随着计算机技术和计算流体动力学的发展,结合现代优化理论,采用全三维CFD方法进行汽轮机通流部分气动优化的工作得以实现。开展了工业汽轮机大负荷调节级叶型优化的工作。优化获得2个候选高效叶型A3_opt和A5_opt。在某台实例汽轮机机组上进行应用验证,结果表明:通流效率在广泛的负荷变化范围内均有提高,提高范围为1. 1%～5. 5%;随着调节级负荷的增加,调节级效率增益不断提高;在调节级负荷增大到一定程度后,随着调节级负荷的进一步增大,效率增益稍微降低。应用实例表明,所研究的优化方法、优化策略和优化获得的大负荷调节级动叶叶型是成功的。     

大型陀螺系统的模态综合方法

在陀螺系统辛子空间迭代法基础上．发展出了陀螺系统的模态综合方法(MSM(;S)．此方法将一个整体的大的陀螺系统化为几个小的陀螺系统．在各子结构中．应用辛子空间迭代法对其进行前几阶的模态计算,并合并各个子结构．以组装成整体系统的转换矩阵,然后将其代人整体陀螺系统’得到缩减后的整体陀螺系统．算例证明了缩减后的系统能够比较好地近似原来的整体陀螺系统．