核电汽轮机高效小焓降叶型设计

从气液两相流出发,设计适用于核电汽轮机的高效小焓降叶型,从一维到准三维及三维层层递进,新设计的叶型速度、载荷分布合理,大幅度地减少叶型损失,降低流动损失,气动效率较为优越,可以显著提升核电机组高压缸的通流效率,降低热耗,提升机组的经济性,具有较好的应用前景和经济价值。     

汽轮机调节级后过渡腔室的CFD数值研究

汽轮机调节级进汽流具有非均匀性和非周期性,其计算较为复杂且对整个机组的运行效率有较大影响。基于此,以某超临界机组为例,对调节级、高压第一级及中间过渡腔室进行全周数值计算,并分析了汽轮机调节级后两种过渡腔室的气动性能,为提高机组运行效率奠定了基础。     

2.2MW四级串联式向心透平气动设计

使用Concepts NREC向心涡轮设计工具,结合CFD(Computational Fluid Dynamics)计算校核,实现了2.2MW四级串联式向心透平的气动设计。计算结果表明：各级向心透平动叶进口攻角处于-15.0°～-30.6°范围,动叶通道流场均匀无分离。各级动叶出口气流设计为轴向流出,通过级间流场光顺的转弯段,级后静叶前缘无明显攻角,表明各级动静之间流动匹配良好。最终整机在3.786kg/s的较小流量下,以92.2%的总总等熵效率实现了2.3MW的总输出功率。     

导流凸台对船舶汽轮机阀门非定常气动特性影响的DDES数值研究

针对某船用2.5 MW汽轮机组调节阀门在小开度运行下的非定常气动特性,采用延迟分离涡模拟（DDES）开展了全三维数值模拟。重点评估了阀座表面安装导流凸台对该阀门的阀碟气动力波动和扩压管内非定常蒸汽流场的影响。研究表明：在阀门喉部上游阀座处安装导流凸台后,阀门内部的主要流态从壁面分离流动转变为壁面附着流动,有效降低了阀门内的压力脉动幅值;安装导流凸台可以显著降低阀碟在轴向及侧向上的气动力波动幅值,轴向气动力波动幅值降低约51%,侧向气动力波动降低约34%。     

某汽轮机补汽阀流场数值模拟及改进

对某汽轮机补汽阀进行流场数值模拟计算,对比分析不同开度下阀门内部流场结构及壁面压力脉动,并通过改进阀门结构来改善流体的流动特性.结果表明:结构改进前,在中大开度下,流场蒸汽压力呈周期性剧烈变化,压力脉动的频率成分非常复杂;结构改进后,流场内涡流区域减小,压力脉动幅值显著下降,流动稳定性提高,压损减小,阀门通流能力得到提...     

基于UG的超声速叶型造型设计方法

以某火电汽轮机末级叶片顶部截面的超声速叶型为原型,采用样条曲线和圆弧形成封闭叶型,通过UG使得叶型全参数化并保证曲线连续可导,并基于CFX做超声速叶型的气动计算,分析叶型流动损失的机理。将效率最高、损失最小作为寻优目标,基于优化模型调整可变参数,寻求最优解,完成了超声速叶型的优化。研究成果可为超声速叶型的型线设计提供参考。     

25MW跨临界CO2离心压缩机设计

基于25 MW压缩CO₂电热储能系统参数要求,自主研制了跨临界CO₂离心压缩机。介绍了一维热力气动方案设计、轴向力平衡方案设计、三维气动性能校核、变工况特性分析、结构方案设计和轴系稳定性核算的情况,并通过CFX软件对压缩机气动性能进行了分析,结果表明：所设计的离心压缩机设计点喘振裕度大,等熵效率高,结构方案合理。     

汽轮机横置静叶级涡轮静叶造型技术研究

与切向进气蜗壳结构相适应,汽轮机高、中压第一级采用横置静叶级涡轮。针对设计难点之一的横置静叶设计,参考径流涡轮静叶设计,提出一种基于10个变量的横置静叶参数化造型方法,并在某小型汽轮机上进行了设计验证。数值仿真结果表明,该造型方法生成的横置静叶性能优良,能够满足工程设计需要。     

汽轮机末级静叶栅内非平衡态凝结流动的数值研究

对非平衡态凝结的末级静叶栅流场进行了数值研究。在三维CFD计算中加入双流体模型,并将其流场与平衡态的凝结流场进行了对比。对比内容包括叶片表面压力分布、马赫数分布以及成核率、湿度等参数。对比结果表明:双流体模型能够更为准确地描述叶栅内存在的非平衡态凝结流动,成核率和凝结区面积沿叶高方向逐渐减小。