汽轮机末级三维非定常流动数值模拟

300MW机组低压缸零出力改造的调试与运行分析摘要：低压缸零出力技术作为一种新型的汽轮机灵活性和深度调峰改造技术，其具有灵活、便捷和可变负荷范围大等优点，可以满足国家重大战略要求和发电企业发展需要。

因此近年来，国内外越来越多的发电企业开始进行低压缸零出力技术改造。

某电厂对一台300MW机组进行了低压缸零出力技术改造，并于2020年12月进行了低压缸零出力试运行。

试运结果显示，该电厂对4号机组进行的改造基本可以满足预期要求。

关键词：低压缸零出力；汽轮机；供热；300MWAbstract：As a new type of steam turbine flexibility and deep peak shaving transformation technology, low-pressure cylinder cut-off has the advantages such as flexibility, convenience, and large variable load range, which can meet the national strategic requirements and the development needs of power generation enterprises. Therefore, in recent years, more and more power generation enterprises at home and abroad have begun to carry out technical transformation of low-pressure cylinders cut-off. A power plant carried out the technical transformation of the low-pressure cylinder cut-off for the 300MW unit, and carried out the low-pressure cylinder cut-off trial operation in Dec, 2020. The trial operation results show that the transformation of the unit can basically meet the expected requirements.Key words:low-pressure cylinder cut-off; steam turbine; heating supply; 300MW火电灵活运行及深度调峰主要通过储能、锅炉改造、汽机改造来实现。

单台风电机组尾流流场模拟李品;王东升;崔岩松【摘要】基于CFD的数值模拟的方法,利用Fluent软件对单台风电机组的尾流流场进行数值模拟,得出尾流区中风速的分布规律,并对模拟结果进行分析.根据Larsen尾流模型,计算得到尾流区风速分布,并将二者结果进行相互验证.结果表明,二者计算结果相符,该方法可为风电场微观选址,合理布置风电机组减少尾流效应不利影响提供参考,并得到Larsen尾流模型的适用条件.【期刊名称】《东方汽轮机》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】5页(P51-55)【关键词】风力涡轮机;尾流流场;CFD数值模拟;微观选址【作者】李品;王东升;崔岩松【作者单位】河北建投新能源有限公司,河北石家庄,050000;东方电气自动控制工程有限公司,四川德阳,618000;河北建投新能源有限公司,河北石家庄,050000【正文语种】中文【中图分类】TK830 引言在风电场中，风经过旋转的风轮后会发生速度大小和方向的变化，这种对初始空气来流的影响称之为风力机的尾流效应。

尾流导致气流中附加风剪切和湍流强度，这会影响下游风力发电机组的疲劳载荷和结构性能等因素，减少风力机的输出功率，进而影响整个风电场的总输出功率。

因此，开展风电机组尾流场的研究对于合理布置风力发电机组，减少风力发电机组间尾流干扰，进而提高整个风电场的发电效率有着重要意义。

国内外许多专家学者对风电机组的尾流效应开展了广泛研究，一类是尾流模型研究方法，这些模型是由学者提出的简化尾流模型，然后利用实验数据检验模型并且进行修正。

比如WAsP采用的Park模型、Ainslie提出的涡粘性尾流模型、Larsen 尾流模型、 Jensen模型、 AV（AeroViroment）尾流模型等等。

其中Larsen模型是基于旋转对称湍流边界层公式的渐进表达式的半解析尾流模型，尾流区边界非线性并且某一点的风速除了与风力机后距离有关还与距离中线的距离有关，更加符合实际，在欧洲风电机组项目标准中被推荐使用。

翼型动态失速的非定常模拟方法作者：于佳鑫陈江涛王晓东吴晓军康顺来源：《计算机辅助工程》2022年第01期摘要：为探究翼型动态失速的高可信非定常模拟方法，以FFA-W3-241翼型为研究对象，采用开源计算流体动力学求解器OpenFOAM开展翼型动态失速下的流动模拟。

研究重叠网格和滑移网格2种不同网格运动形式、2种不同时间步长、2种不同计算周期和OpenFOAM 默认湍流模型与修正的k-ω SST湍流模型对动态失速过程中翼型气动力的模拟精度，并对流场结构进行分析。

结果表明：修正模型预测的翼型气动力和流场特征与实验值更接近;重叠网格在翼型的动态失速模拟中更具优势。

关键词： OpenFOAM; 动态失速; 湍流模型; 风力机; 翼型; 重叠网格中图分类号： V211.41; TK83文献标志码： BUnsteady simulation method for airfoil dynamic stallYU Jiaxin CHEN Jiangtao WANG Xiaodong WU Xiaojun KANG Shun（1. Key Laboratory of Power Station Energy Transfer Conversion and System（Ministry of Education）， North ChinaElectric Power University， Beijing 102206， China;2. China Aerodynamics Research and Development Center， Mianyang 621000， Sichuan，China）Abstract： To explore the highly reliable unsteady simulation method of airfoil dynamic stall，the flow of airfoil under dynamic stall is simulated using the open source computational fluid dynamics（CFD） solver OpenFOAM taking the FFA-W3-241 airfoil as the research object. The accuracy of the aerodynamic simulation of airfoil during dynamic stall is studied under different conditions， that includes two different mesh motion forms（overlapping mesh and sliding mesh），two different time steps， two different calculation cycles， and OpenFOAM defaulted turbulence model and modified k-ω SST turbulence model. The flow field structure is analyzed. The results shows that the aerodynamic and flow field characteristics predicted by the modified turbulence model are closer to the experimental value. The overset mesh is more advantageous in the dynamic stall simulation of airfoil.Key words： OpenFOAM; dynamic stall; turbulence model; wind turbine; airfoil; overset mesh-基金項目：国家数值风洞工程项目（NNW2018-ZT7B14）;国家自然科学基金（51876063）作者简介：于佳鑫（1993—），女，辽宁建昌人，博士研究生，研究方向为CFD可信度分析和不确定性方法，（E-mail）****************通信作者：王晓东（1979—），男，北京人，教授，博导，研究方向为海上风电机组设计，（E-mail）****************.cn0引言翼型失速分为静态失速和动态失速。

摘要摘要根据燃气轮机燃烧室的发展趋势，相似理论与燃气轮机燃烧室工作过程结合的是研究燃气轮机燃烧室模化理论的重要手段，提炼出基于正常实验条件下的近似模化准则，为燃气轮机燃烧室实验和设计提供基础性研究依据。

本文研究的主要工作为：采用数值模拟方法，对燃气轮机燃烧室模化准则的适用范围以及压力指数选取方面进行一些探讨。

首先，总结了前人从化学反应动力学和流体力学中推导出一些关于燃烧效率的模化理论，以及在实践经验中结合这些理论总结出的燃烧室实验方面的近似模化准则。

接着，介绍了数值计算的软硬件平台，主要包括网格生成技术和计算燃烧效率公式的主程序。

采用数值模拟方法，研究了在高压和低压下燃烧室内部流场和燃烧温度的变化，验证了其模化准则的适用范围。

最后，采用数值模拟方法，分别研究了扩散和预混两种不同类型火焰对燃气轮机燃烧室效率模化中压力指数选取的影响，以及对某燃烧室进行了数值模拟，分析了不同的主燃区过量空气系数和进口温度对燃烧效率的影响。

该项工作为进一步开展燃气轮机燃烧室模化方面的的研究提供了一些理论分析和数值模拟方面的依据，也对在实际的生产实践中的燃烧室设计及模化实验有一定的参考意义。

关键词：燃气轮机燃烧室；模化准则；燃烧效率：压力指数；数值模拟ＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＴＩＡＮＸｕｅｑｉｎｇ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃｓ）ＤｉｒｅｃｔｅｄｂｙＨＵＡＮＧＷｅｉｇｕａｎｇＢａｓｅｄｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｔｈｅｏｒｙｗｉｔｈｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｎｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｍｏｄｅｌｉｎｇｃｒｉｔｅｒｉｏｎｏｆｔｈｅｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒ，ａｃｈｉｅｖｉｎｇｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎｓｏｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅａｉｍｉｓｔｏｏｆｆｅｒｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｔｈｅｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒ．Ｔｈｅｗｏｒｋｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｔｈｉｓｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｂｉｎｇｔｈｅｓｃｏｐｅｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅａｃｃｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｅｘｐｏｎｅｎｔｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇｃｒｉｔｅｒｉｏｎｓ，ｍａｋｉｎｇｕｓｅｏｆｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｆｉｒｓｔａｎｄｆｏｒｅｍｏｓｔ，ｓｏｍｅｍｏｄｅｌｉｎｇｔｈｅｏｒｉｅｓｏｆｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｒｅｒｅｓｕｌｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔｉｏｎ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｆｌｕｉｄｍｅｃｈａｎｉｃｓ，ｓｏｍｅｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎｓｏｆｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒａｒｅｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｓｅｔｈｅｏｒｉｅｓ，Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｕｓｅｄｉｎｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｔｏｂｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｉｎｇｈｏｗｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｍｅｓｈａｎｄｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｇｒａｍｍｅｏｆｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｍａｋｉｎｇｕｓｅｏｆｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｈｉ曲ｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｔｈｅｓｌｉｇｈｔｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒ，ｔｈｅｓｃｏｐｅｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇｃｒｉｔｅｒｉｏｎｓｉｓｔｏｂｅｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ａｔｌａｓｔ，ｍａｋｉｎｇｕｓｅｏｆｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅａｃｃｅｓｓｒａｎｇｅｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｅｘｐｏｎｅｎｔｏｆｔｈｅｍｏｄｅｆｉｎｇｃｒｉｔｅｒｉｏｎｓｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔ，ｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｓｒｅａｃｔｉｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｏｒｄｉｆｆｕｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ．Ｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｅｘｃｅｓｓａｉｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｎｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｚｏｎｅａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｉｎｌｅｔａｉｒｉｓｈｏｗｔｏｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒ．ＴｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｉｓａｎｉｎｉｔｉａｌｗｏｒｋｆｏｒｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｌＩ垒！塑！！一一——ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｍｏｄｅｌｉｎｇｃｒｉｔｅｒｉｏｎｏｆｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒ，ｗｈｉｃｈｉｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｌｌｏｆｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒｉｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧａｓＴｕｒｂｉｎｅＣｏｍｂｕｓｔｏｒＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＭｏｄｅｌｉｎｇＣｒｉｔｅｒｉｏｎ；ＰｒｅｓｓｕｒｅＥｘｐｏｎｅｎｔＮｕｍｅｒｉｃａＩＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ¨Ｉ第一章绪论第一章绪论１．１燃烧室模化实验意义简述由于目前燃气轮机燃烧室的设计方法在准确性、可靠性方面还有待于进一步的改进和提高，因此燃烧室实验及其调整工作在燃气轮机产品的设计、研制及燃气轮机事业发展中起很重要的作用。

结构流固耦合振动与流动控制的数值模拟一、本文概述随着科学技术的不断发展，结构流固耦合振动与流动控制的研究已经成为流体力学和结构力学领域的重要研究方向。

本文旨在通过数值模拟的方法，深入探究结构流固耦合振动与流动控制的内在机理，以期为相关工程实践提供理论支持和技术指导。

本文将介绍结构流固耦合振动的基本概念、产生原因及其在实际工程中的应用场景。

在此基础上，本文将详细阐述数值模拟在结构流固耦合振动研究中的重要性，以及常用的数值模拟方法和模型。

本文将探讨流动控制的基本原理和方法，包括主动控制和被动控制。

通过对比分析不同控制方法的优缺点，本文将进一步阐述数值模拟在流动控制研究中的关键作用，以及如何通过数值模拟优化流动控制策略。

本文将总结结构流固耦合振动与流动控制的数值模拟研究成果，并展望未来的研究方向和应用前景。

通过本文的阐述，读者可以对结构流固耦合振动与流动控制的数值模拟有一个全面而深入的了解，为相关领域的研究和实践提供有益的参考。

二、基本理论与方法结构流固耦合振动与流动控制涉及多个学科领域的知识，包括流体力学、固体力学、振动理论和数值计算等。

为了准确模拟这种复杂的物理现象，我们需要建立一套综合的理论框架和数值方法。

流固耦合问题的基本理论建立在流体动力学和弹性力学的基础上。

流体动力学描述了流体的运动状态，包括流体的速度场、压力场等。

而弹性力学则描述了固体结构在受力作用下的变形和应力分布。

在这两个领域的基础上，我们需要引入耦合条件，将流体和固体结构的运动状态相互关联起来。

在数值方法方面，常用的方法包括有限元法、有限差分法、边界元法等。

这些方法可以对流体和固体结构进行离散化处理，将连续的物理问题转化为离散的数学问题。

然后，通过求解离散化的方程组，可以得到流体和固体结构的运动状态。

其中，有限元法是目前应用最广泛的一种方法，它可以适应复杂的几何形状和边界条件，具有较高的计算精度和稳定性。

对于流固耦合振动问题，还需要考虑流体的非定常流动和结构的动态响应。

不同容积流量下汽轮机低压缸末三级定常流动数值研究邵帅;邓清华;时和双;丰镇平;程凯;彭泽瑛【摘要】A numerical investigation on full-three-dimensional steady viscous flow fields in the last three stages and low pressure exhaust hood (LPEH) of a steam turbine was conducted using the commercial computational flow dynamics software CFX. The flow fields in the last three stages were analyzed in detail. The results show that a separation causedby the adverse pressure gradient occurs at the hub section near the trailing edge of the last stage rotor at 40% of the design mass flow rate. Moreover, a separation caused by the negative attack angle occurs at the tip section near the leading edge of the last stage rotor at 30% of the design mass flow rate. A separation also caused by the negative attack angle occurs near the leading edge of the last stage stator at 10% of the design mass flow rate. In addition, the absolute outlet flow angle of the last stage rotor at the tip section increases with the decrease in volume flow rate, and the radial location of the reverse flow can be determined by the turning pointof the absolute outlet flow angle in the blade radial direction.%借助商用计算流体动力学软件CFX,对不同容积流量下某大型核电汽轮机低压缸和排汽缸联合进行了全三维黏性定常流动的数值研究,详细分析了低压缸末三级的流动特性.结果表明:在40％设计流量下,末级动叶根部受逆压梯度的作用,在吸力面近尾缘区域开始发生流动分离,并随着流量的进一步减小,逆压区域向径向发展而形成回流；在30％设计流量下,负攻角导致末级动叶顶部压力面的近前缘区域发生流动分离,随着流量的进一步减小,该分离向叶根发展；在10％设计流量下,末级静叶顶部及根部受负攻角的作用而导致压力面近前缘区域发生流动分离；末级动叶在靠近叶顶处的绝对出口气流角会随着流量的减小不断增大,通过绝对出口汽流角在叶高方向的转折点可以判断回流区径向扩展的位置.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2013(047)001【总页数】6页(P15-20)【关键词】汽轮机;末三级;容积流量;数值研究;流动特性【作者】邵帅;邓清华;时和双;丰镇平;程凯;彭泽瑛【作者单位】西安交通大学叶轮机械研究所,710049,西安;西安交通大学叶轮机械研究所,710049,西安;西安交通大学叶轮机械研究所,710049,西安;西安交通大学叶轮机械研究所,710049,西安;上海电气研发中心,201612,上海;上海电气研发中心,201612,上海【正文语种】中文【中图分类】TK262汽轮机在小容积流量下运行并不鲜见［1-2］，但其流动更为复杂，主要表现为末级流动出现负攻角，在叶片压力面上产生附面层的分离，在叶根处产生扩压流动且形成脱流［1］。

汽轮机动叶栅顶部泄漏流的大涡模拟曹丽华;张冬雪;胡鹏飞;李勇【摘要】为了分析动叶顶部间隙泄漏流的流场特征和涡量变化规律,以某汽轮机为研究对象,采用大涡模拟方法对无围带和有围带动叶顶部的间隙泄漏流动进行研究.结果表明:无围带时,在0.85轴向截面处,叶顶间隙泄漏流在吸力面形成顺时针漩涡,随着时间的变化,泄漏涡经历了发展、退化的周期性过程;有围带时,叶顶间隙泄漏流在尾缘附近形成逆时针的泄漏涡,随着时间的变化,泄漏涡经历了远离尾缘到靠近尾缘的过程,泄漏流对主流的影响呈现了由强到弱再由弱到强的变化规律.【期刊名称】《化工机械》【年(卷),期】2014(041)001【总页数】8页(P81-87,94)【关键词】汽轮机;叶顶间隙;泄漏涡;大涡模拟【作者】曹丽华;张冬雪;胡鹏飞;李勇【作者单位】东北电力大学能源与动力工程学院;东北电力大学能源与动力工程学院;东北电力大学能源与动力工程学院;东北电力大学能源与动力工程学院【正文语种】中文【中图分类】TQ051.21轴流式汽轮机的动叶叶顶和汽缸间的径向间隙会引起流体的泄漏流动，这种流动会给汽轮机运行带来很多负面影响，包括通流部分阻塞、引起下游级的不稳定流动及与二次流紧密相关的气动损失等[1]。

因此，叶顶间隙泄漏流的研究对改善汽轮机的运行十分重要。

国内外许多学者对叶顶间隙泄漏流及其对叶栅流道内的流动特征的影响进行了大量的理论和实验研究。

Jochen G等对汽轮机动叶围带顶部的泄漏流进行了实验和数值模拟，指出泄漏流引起的损失中，大部分是由于与主流掺混引起的[2]。

Yamada K等研究了间隙变化对动、静叶间的相互影响[3，4]。

Mailach R等对压缩机动叶顶部的泄漏流进行了实验分析，揭示了叶顶间隙泄漏涡和下级静叶尾迹间周期性的相互作用[5]。

Chaluvadi V R S等指出在轴流式汽轮机的级中，叶型的变化对非定常流动通道涡的影响[6]。

Roberts S K等对叶轮机的直叶栅进行大涡模拟(LES)和实验研究，研究了在一定雷诺数下边界层湍流度的分离和转戾，并把模拟结果和实验结果进行对比，吻合度较好[7～9]。

燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能赵欣悦;雷隆;李志刚;李军【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2024(58)5【摘要】轮缘密封是二次空气系统的重要组成部分,能有效抑制燃气入侵盘腔,但过量的封严冷气进入主流会显著影响透平气动性能。

采用数值求解三维非定常雷诺时均纳维斯托克斯(URANS)方程组和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型的方法研究了燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能。

数值模拟得到的轮缘密封封严效率与实验数据吻合良好,验证了数值计算方法的可靠性。

研究了3种封严冷气量下的透平轮缘密封的封严效率和气动性能,分析了透平静动盘腔的流场结构和燃气入侵与冷气出流特性。

仿真结果表明:在所研究的3种封严冷气流量下,轮缘密封内腔完全封严,较小的封严冷气流量能使末级透平轮缘密封达到较高封严效率;在最小冷气流量时外腔动盘面平均封严效率比静盘面高4.4%。

对于末级透平,主流周向压力不均匀分布导致的外环诱导入侵占主导,且动叶前缘附近压力场对燃气入侵的影响大于静叶尾迹压力场。

封严冷气质量流量比每增大1.0%,透平级总总效率降低约1.0%,相对动盘壁面封严效率的影响,封严冷气流量对动叶气动性能的影响更大;出流冷气的流动方向相对主流在切向上滞后,使掺混气流以负攻角冲击动叶吸力面前缘,吸力面前缘压力增大。

该工作可为轮缘密封流动特性及其对透平级气动性能影响的研究提供参考。

【总页数】13页(P111-123)【作者】赵欣悦;雷隆;李志刚;李军【作者单位】西安交通大学叶轮机械研究所【正文语种】中文【中图分类】TK474.7【相关文献】1.透平级气动及运行参数对轮缘密封封严性能影响的数值研究2.间隙结构对轮缘密封封严性能及透平级气动性能影响的数值研究3.考虑轮缘密封射流与主流相互作用的透平级气热性能研究进展4.1.5级燃气透平轮缘密封非定常流动特征和封严效率的数值研究5.轮缘密封转静间隙处燃气入侵流动数值研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第39卷 第1期2011年1月V o.l39 N o.1Jan. 2011汽轮机刷式汽封泄漏量及气动特性全三维CF D数值模拟杨 锐,杨建道,彭泽瑛,史立群(上海电气电站设备有限公司研究与发展中心,上海 200240)摘 要:指出汽轮机泄漏损失的存在严重影响叶片级通流效率,刷式汽封作为一种低泄漏密封装置,近些年来广泛应用于汽轮机汽封系统。

对30MW汽轮机中压缸某压力级带隔板刷式密封进行了全三维CFD数值模拟。

研究结果表明:刷式汽封漏气间隙对其漏气量和级效率的影响很大。

提出在工程应用中,设计和保证合理的漏气间隙对汽封装置减小漏气量提高级效率具有非常重要的意义。

关键词:汽轮机;低泄漏密封;汽轮机汽封系统作者简介:杨 锐(1983 ),男,硕士,工程师,从事汽轮机通流设计与研究工作。

中图分类号:TK266 文献标志码:B 文章编号:1001 9529(2011)01 0145 04Three di m ensional CFD N u m erica l Si m ulation of Steam Turbine Brush Seal Leakageand its Aerodyna m ic Character isticsYAN G Ru i,YAN G J i an dao,PENG Ze y ing,S H I L i qun(R esearch&D eve l op m ent Center,Shangha i E lectr i c Powe r G ene ration Equip m ent Co.,L td.,Shangha i200240,Ch i na)Abstrac t:It s acknow ledged that the leakage of stea m turb i ne has greatl y reduced t he b lade fl ow e fficiency.B rush sea,l as a lo w leakage seali ng dev i ce,has been w i dely used in t he stea m turb i ne seali ng syste m.T his paper a tte m pts to fi nd the effec t of leakag e clearance t ow ards its leakage vo l u m e and stage effic i ency through a3 D CFD nu m er i ca l si m u l a ti on on the brush seals f o r the d i aphragm of a ce rtain pressure stage i n a30MW stea m turb i ne cy li nder.T he re su lt o f the research sho w s tha t the design and w arranty o f suitable l eakage c l earance is si gn ifi cant for the reduction o f leakage and the i m provem ent o f the stage e fficiency i n app licati on.K ey word s:stea m t urbi ne;l ow leakage sea li ng dev i ce;steam turb i ne seali ng syste m参考文献:[1]侯逸文.基于多Agen t系统的并列运行锅炉母管压力控制系统研究[D].南京:东南大学,2004.[2]赵东晓.基于直接能量平衡的并列锅炉母管压力控制系统[J].华东电力,2002,30(10):40 42.ZHAO Dong xiao.Co mmon P i pe Press u re Con trol Syste m f orParallel arranged Bo il ers B ased on D i rect Energy B al an ce[J].E ast Ch i n a E lectri c Po w er,2002,30(10):40 42. [3]吕剑虹,吴 科,郭 颖,等.应用大滞后控制技术的并列锅炉母管蒸汽压力的优化控制[J].动力工程,2007,27(1):67 71.L I U Jian h ong,W U Ke,GUO Y i ng,et a.l Opti m i zed M an ifol d Stea m Pressure C ontrol ofBo il ers i n ParallelOperati on bythe Large l ag Co m pen s ated Con trolTechn i que[J].Jou rnal ofPo w er Eng i neeri ng,2007,27(1):67 71.[4]曾德良,刘吉臻.汽包锅炉的动态模型结构与负荷/压力增量预测模型[J].中国电机工程学报,2000,20(12):7579.ZENG De liang,L I U Ji z hen.Drum Bo il er Dyna m i c M odeland Load/P ressure In cre m en t Pred i ct M odel[J].Ch i n eseS ci en ce f or E lectric Engi n eeri ng,2000,20(12):75 79.收稿日期:2010 08 11本文编辑:郑文彬1 汽轮机汽封工作原理透平机械中的汽封装置,常用于旋转部件和静止部件的中间,例如静叶叶根和转轴、动叶叶顶和围带、以及轴端和气缸处,利用其密封特性,减少气流的泄露,提高机组效率。

驱动合成气压缩机用工业汽轮机设计分析郑飞逸;何大江;陈锋;牛春燕;林炯;吴腾【摘要】针对某化工企业用合成气汽轮机高参数、高转速、高功率等要求的问题,基于透平热力学理论,提出了一种反动式工业汽轮机设计方案.使用透平强度理论对汽轮机直叶片的应力进行了详细计算,使用有限元分析对调节级叶片、末级扭叶片的应力进行了详细研究,使用转子动力学理论对汽轮机转子4种不同振型的不平衡响应振动进行了详细分析.利用动平衡机对转子进行了高速动平衡试验,同时通过汽轮机空负荷试验,检查了转子的实际振动情况.试验结果表明,汽轮机的功率与转速均满足用户的要求,叶片的应力在许用范围之内,叶片强度满足要求,转子的临界转速具有足够的避开余量,转子的振幅不超过25 μm,符合API612的要求;该设计方案可满足用户的要求,能广泛满足合成气压缩机的驱动需求.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2016(033)010【总页数】5页(P1213-1216,1267)【关键词】工业汽轮机;叶片;强度分析;转子动力学【作者】郑飞逸;何大江;陈锋;牛春燕;林炯;吴腾【作者单位】杭州汽轮机股份有限公司,浙江杭州310022;杭州汽轮机股份有限公司,浙江杭州310022;杭州汽轮机股份有限公司,浙江杭州310022;杭州汽轮机股份有限公司,浙江杭州310022;杭州汽轮机股份有限公司,浙江杭州310022;杭州汽轮机股份有限公司,浙江杭州310022【正文语种】中文【中图分类】TK26;TH122合成气是一种以一氧化碳和氢气为主要组分的化工原料气体，用途非常广泛。

目前的合成气生产装置均是以大型化发展为主，驱动合成气压缩机用汽轮机(以下简称：合成气汽轮机)的功率一般在104 kW～2×104 kW之间，为了提高压缩机的效率，要求汽轮机的转速越高越好，一般在104 r/min以上。

为满足驱动压缩机的要求，合成气汽轮机具有高参数、高转速、高功率等特点，它的设计难点在于：①工作转速太高而且工作转速变化范围大，转子的临界转速必须具备足够的避开余量；②为增加转子的刚性，转子的总长尽量缩短，导致汽轮机叶片级数较少，每一级叶片的功率很大，对叶片的强度、效率要求很高。

汽轮机复速级特性研究船用汽轮机具有多工况、变转速的实际运行特性,其双列调节级在各工况下对于机组的经济性、安全性、各喷嘴组的匹配性具有极为重要的作用。

传统船用汽轮机双列调节级为寇蒂斯级速度级,第二列静叶只起到转向导叶的作用,绝大部分的压降发生在喷嘴内,其结果导致调节级的级效率较低,而对于船用汽轮机常用的巡航工况,其调节级的功率占机组输出功率的70%左右,因此调节级的级效率对船用汽轮机的经济性影响极大,本课题采用半寇蒂斯级调节级,将压降以相同量级分配于两列静叶,以提高汽流动能的利用效率。

基于该设计理念,建立相应的结构形式,以满足气动特性对结构的要求。

本文应用商业软件CFX数值模拟了这两种速度级的三维流场。

指出该寇蒂斯级,第一列喷嘴静叶承担几乎整级的焓降,第一列动叶接近于纯冲动式,气动负荷很高。

转向叶片采用了稍大的反动度,能够保证第二列动叶发出一定的输出功而不处于鼓风状态。

尽管如此,级的流动损失仍然较高。

对半寇蒂斯级结构形式的新型速度级进行了全周数值模拟。

指出将调节级的压降分解到两列静叶栅,能够降低第一列静叶的气动负荷,与寇蒂斯级比较,能较大降低因负荷高产生的流动损失。

第二列静叶由冲动式叶栅变为反动式叶栅,并且流道具有较强的收敛性,使得气流在第二列动叶内的作功能力提高,同时也改善了该列动叶的气动性能,从而提高了调节级的流动效率。

通过对具有三组喷嘴的新型复速级进行计算,指出由于后继各列叶片承担的压降增大,第一级静叶喷嘴出口的压力远远高于调节级的背压,对非喷嘴区域的压力分布造成较大影响。

半寇蒂斯级第二列静叶承担的压降较大,且具有较强的收敛性,使得气流参数在第二列静叶流道内进一步均化,同时第二列静叶弦长明显大于第一列动叶,有利于削弱第一列动叶入口气动参数的非定常波动。

对调节级前两级进行了非定常数值模拟,计算了两列静叶片的CLOCK效应,指出不同的CLOCK位置对应着不同的尾迹输运特点,在一个周期内,两列静叶片型面压力的非定常波动很小,动叶片型面压力的波动幅值远大于静叶片,且主要表现在动、静叶干涉的非定常效应上。