大型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子-刷式密封系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、現(xiàn)代火力發(fā)電技術(shù)對(duì)動(dòng)力裝置越來(lái)越高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要求更加推動(dòng)了高性能透平機(jī)械密封技術(shù)的發(fā)展，由于先進(jìn)刷式密封技術(shù)可以顯著提高大型火電機(jī)組的可靠性及其工作效率，使得刷密封在電廠中得到越來(lái)越多的應(yīng)用，但在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)刷式密封與轉(zhuǎn)軸間產(chǎn)生的摩擦熱不僅對(duì)會(huì)刷絲產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響封嚴(yán)特性和流場(chǎng)特性，而且還會(huì)影響轉(zhuǎn)子的固有振動(dòng)特性。因此有必要研究刷式密封流場(chǎng)特性和轉(zhuǎn)子-刷式密封系統(tǒng)流固耦合振動(dòng)特性，而這也體現(xiàn)了重要的科學(xué)價(jià)值和實(shí)用意義。
　

2、　本文首先研究了單根刷絲與轉(zhuǎn)子幾何與力學(xué)關(guān)系，進(jìn)而得到了整圈刷絲對(duì)轉(zhuǎn)子作用力表達(dá)式;然后類比Thomas八參數(shù)模型，對(duì)轉(zhuǎn)子-刷式密封作用力進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，按照Taylor公式展開，可得到支撐剛度系數(shù)表達(dá)式，并推導(dǎo)出易于應(yīng)用的轉(zhuǎn)子-刷式密封剛度模型，并進(jìn)行了仿真模擬，為第三章和第五章轉(zhuǎn)子-刷式密封-軸承系統(tǒng)模態(tài)分析提供了模型基礎(chǔ)。
　　介紹了有限元分析求解方法及有限元方程，同時(shí)對(duì)相應(yīng)的建模單元進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，然后根據(jù)某電廠實(shí)際10

3、00MW機(jī)組建立有限元模型。利用不含有熱應(yīng)力和離心力的模態(tài)分析求解出固有頻率及振型。對(duì)有限元數(shù)值仿真結(jié)果與電廠所提供數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果比較精確，從而驗(yàn)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(chǔ)。
　　研究了轉(zhuǎn)子-刷式密封系統(tǒng)流場(chǎng)特性。建立了多孔介質(zhì)數(shù)值分析模型，通過(guò)采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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(tái)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(xiàn)中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比照，間接驗(yàn)證了采用此方法計(jì)算阻力系數(shù)的合理性和正確性;然后進(jìn)行刷式密封流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分析，同時(shí)研究了比壓、轉(zhuǎn)速對(duì)溫度場(chǎng)的影響及壓差、轉(zhuǎn)速、干涉量和摩擦熱流量對(duì)最高溫度的影響。
　　研究了轉(zhuǎn)子-刷式密封系統(tǒng)流體-熱-結(jié)構(gòu)耦合作用對(duì)轉(zhuǎn)子應(yīng)力及變形的影響。在第三章流場(chǎng)分析的基礎(chǔ)上，采用FLUENT模塊和Static Structural模塊，進(jìn)行了流體-熱-結(jié)構(gòu)單向流固耦合仿真計(jì)算，重點(diǎn)考慮了同時(shí)加載流場(chǎng)