大型汽輪機轉子-刷式密封系統(tǒng)動力學特性研究.pdf

1、現(xiàn)代火力發(fā)電技術對動力裝置越來越高的技術經(jīng)濟性要求更加推動了高性能透平機械密封技術的發(fā)展，由于先進刷式密封技術可以顯著提高大型火電機組的可靠性及其工作效率，使得刷密封在電廠中得到越來越多的應用，但在長時間運行后發(fā)現(xiàn)刷式密封與轉軸間產(chǎn)生的摩擦熱不僅對會刷絲產(chǎn)生影響，進而影響封嚴特性和流場特性，而且還會影響轉子的固有振動特性。因此有必要研究刷式密封流場特性和轉子-刷式密封系統(tǒng)流固耦合振動特性，而這也體現(xiàn)了重要的科學價值和實用意義。
　

2、　本文首先研究了單根刷絲與轉子幾何與力學關系，進而得到了整圈刷絲對轉子作用力表達式;然后類比Thomas八參數(shù)模型，對轉子-刷式密封作用力進行二次多項式擬合，按照Taylor公式展開，可得到支撐剛度系數(shù)表達式，并推導出易于應用的轉子-刷式密封剛度模型，并進行了仿真模擬，為第三章和第五章轉子-刷式密封-軸承系統(tǒng)模態(tài)分析提供了模型基礎。
　　介紹了有限元分析求解方法及有限元方程，同時對相應的建模單元進行簡單介紹，然后根據(jù)某電廠實際10

3、00MW機組建立有限元模型。利用不含有熱應力和離心力的模態(tài)分析求解出固有頻率及振型。對有限元數(shù)值仿真結果與電廠所提供數(shù)據(jù)進行比較，發(fā)現(xiàn)仿真結果比較精確，從而驗證了所建模型正確，為第五章流固耦合作用下的模態(tài)分析打下了基礎。
　　研究了轉子-刷式密封系統(tǒng)流場特性。建立了多孔介質數(shù)值分析模型，通過采用經(jīng)驗公式計算出刷式密封粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)，然后采用ANSYS Workbench協(xié)同平臺中的FLUENT模塊數(shù)值求解了刷式密封出口

4、泄漏率，并與文獻中的試驗數(shù)據(jù)進行比照，間接驗證了采用此方法計算阻力系數(shù)的合理性和正確性;然后進行刷式密封流場和溫度場分析，同時研究了比壓、轉速對溫度場的影響及壓差、轉速、干涉量和摩擦熱流量對最高溫度的影響。
　　研究了轉子-刷式密封系統(tǒng)流體-熱-結構耦合作用對轉子應力及變形的影響。在第三章流場分析的基礎上，采用FLUENT模塊和Static Structural模塊，進行了流體-熱-結構單向流固耦合仿真計算，重點考慮了同時加載流場