透平膨脹機葉輪流熱固耦合數(shù)值模擬及分析.pdf

1、透平膨脹機是冶煉、石化和火電等重要行業(yè)必不可少的空分設(shè)備,并且伴隨著這些行業(yè)的集約化發(fā)展,透平膨脹機正朝著超大型化和低能耗化的方向發(fā)展,對我國在膨脹機設(shè)計制造、可靠性分析、故障診斷以及非線性動力學等方面提出了更高的技術(shù)要求,其中葉輪流熱固耦合問題是實現(xiàn)透平膨脹機技術(shù)突破的綜合性難題,對該領(lǐng)域的深入研究將有效地提高我國大型透平膨脹機自主設(shè)計制造的能力。
　　本文以透平膨脹機穩(wěn)態(tài)工況為計算條件,采用數(shù)值模擬手段,從轉(zhuǎn)子系統(tǒng)及零部件靜力

2、學性能和動力學性能的角度對葉輪流熱固耦合問題進行研究。
　　首先利用計算流體力學方法對葉輪內(nèi)部流場進行分析,獲得流場狀態(tài)參數(shù)分布情況,為后續(xù)的耦合分析提供邊界條件和載荷。
　　其次根據(jù)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)實際工況條件,分析各場之間相互作用關(guān)系,提出穩(wěn)態(tài)工況下流熱固三場單向耦合計算方法,完成轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在耦合應(yīng)力下的強度分析,驗證轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)滿足靜力學設(shè)計要求。
　　最后分析葉輪和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動特性,結(jié)果表明兩者皆避開共振區(qū)域,滿足動力學設(shè)