部分進(jìn)汽渦輪和變幾何渦輪的氣動(dòng)性能及振動(dòng)研究.pdf

1、葉輪機(jī)械在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、工礦企業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用,汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)可作為發(fā)電設(shè)備原動(dòng)機(jī)和各類動(dòng)力裝置。實(shí)際機(jī)組工作中工況經(jīng)常變化,各不同工況下機(jī)組的氣動(dòng)性能會(huì)發(fā)生較大改變,同時(shí)機(jī)組的振動(dòng)情況也將變化,本文結(jié)合試驗(yàn)和數(shù)值模擬計(jì)算,以部分進(jìn)汽及可調(diào)導(dǎo)葉渦輪為案例分析變工況時(shí)渦輪機(jī)組的流動(dòng)性能及振動(dòng)特性,為如何在變工況下保證渦輪機(jī)組有足夠的輸出功率和較高的效率以及機(jī)組的安全性能提供依據(jù)。
　　本文對(duì)渦輪采用部分進(jìn)汽時(shí)的非定常流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬

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

3、變化,對(duì)動(dòng)葉強(qiáng)度要求增大,整個(gè)葉輪的受力不對(duì)稱,由此造成的振動(dòng)將比全周進(jìn)汽下更為劇烈。研究中還發(fā)現(xiàn),進(jìn)口總壓相同時(shí),部分進(jìn)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(shí),部分進(jìn)汽下的軸向力及切向力均隨進(jìn)口總壓的增大而增大;風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及葉輪轉(zhuǎn)速不變時(shí),軸向力隨導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角由負(fù)變正而增大,切向力則相反。對(duì)不同工況下的激振力進(jìn)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