部分進汽渦輪和變幾何渦輪的氣動性能及振動研究.pdf

1、葉輪機械在國民經(jīng)濟、工礦企業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用,汽輪機和燃氣輪機可作為發(fā)電設(shè)備原動機和各類動力裝置。實際機組工作中工況經(jīng)常變化,各不同工況下機組的氣動性能會發(fā)生較大改變,同時機組的振動情況也將變化,本文結(jié)合試驗和數(shù)值模擬計算,以部分進汽及可調(diào)導(dǎo)葉渦輪為案例分析變工況時渦輪機組的流動性能及振動特性,為如何在變工況下保證渦輪機組有足夠的輸出功率和較高的效率以及機組的安全性能提供依據(jù)。
　　本文對渦輪采用部分進汽時的非定常流動進行數(shù)值模擬

2、,通過NUMECA的非定常計算研究了部分進汽時的非定常流動特性,分析了位于葉高中截面上渦輪的氣動性能,并研究了不同轉(zhuǎn)速、進汽條件及導(dǎo)葉角度對其影響,結(jié)果表明不同的工況下氣流攻角絕對值較小的情況下渦輪內(nèi)部的流動性能較好,機組的效率也較高,研究中也發(fā)現(xiàn)雙進氣道下比單進氣道下的效率下降約5％。同時,計算動葉在轉(zhuǎn)動過程中位于不同位置時的激振力,發(fā)現(xiàn)在堵塞部分與進汽部分的交界處存在較大的切向壓力梯度,造成動葉在轉(zhuǎn)過此部分時受到的軸向力和切向力急劇

3、變化,對動葉強度要求增大,整個葉輪的受力不對稱,由此造成的振動將比全周進汽下更為劇烈。研究中還發(fā)現(xiàn),進口總壓相同時,部分進汽下的軸向力隨轉(zhuǎn)速的上升而增大,切向力則相反;轉(zhuǎn)速相同時,部分進汽下的軸向力及切向力均隨進口總壓的增大而增大;風(fēng)機轉(zhuǎn)速及葉輪轉(zhuǎn)速不變時,軸向力隨導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角由負變正而增大,切向力則相反。對不同工況下的激振力進行傅里葉變換,分析其頻譜特性,發(fā)現(xiàn)軸向力與切向力基頻下諧波分量大小的變化情況與激振力變化一致。
　　為研究不