采用单向流固耦合分析方法,对4种抽汽量(0%、8%、15%和20%)工况下的汽轮机高压缸末级气动和强度性能进行了数值研究,获得了末级变工况条件下的气动效率和动叶气动载荷分布。以气动载荷为边界条件,对包含叶顶汽封和叶根结构的末级动叶强度性能进行了分析,揭示了末级动叶的最大应力和变形量随抽汽量的变化规律。结果表明随着抽汽量增大,高压缸末两级输出功率近似呈线性减小,20%抽汽量工况下末两级输出功率比设计工况(0%抽汽)降低了约44%;末级出口总温逐渐上升,20%抽汽量工况下末级出口总温比设计工况下高约10℃。抽汽量对叶顶和叶根汽封的泄漏特性影响显著,导致变工况时末级总-总等熵效率、反动度和叶栅出口汽流角沿叶高的分布产生变化,尤其是30%叶高以下区域,20%抽汽量时三者较设计工况的最大偏离量分别为3.8%、1.6%和2.4°。在离心力和气动...

海上浮式风机是向深远海获取风能的关键基础装备。由于其基础大幅度飘浮运动,且受到气动力、水动力及两者与结构产生的耦合作用,海上浮式风机的动力学特性复杂,研究其动力学有助于指导其设计、开发、运行和维护。从风机机身气动力学、飘浮基础水动力学、风浪流结构耦合动力学3个方面对近年来海上浮式风机动力学仿真分析的研究进展进行了综述分析,总结了目前该领域的研究成果和特点,指出了今后的研究趋势,以期为该领域的进一步研究提供参考。

基于叶片气动和结构振动仿真计算平台,建立了汽轮机长叶片流固耦合的三维计算模型。以国外某60 Hz汽轮机机组次末级叶片为例,分析了叶片流场的气动特性和整圈叶片结构场的振动特性,并进一步结合能量法准则,提出了汽轮机长叶片颤振预测和评估的方法。结果表明,机组流量和叶片节径振动形式对叶片颤振特性影响很大。对于当前次末级叶片,40%流量工况时,流场内压力脉动诱导叶片颤振发生的概率为80%-90%,因此在小流量工况下需慎重使用该类叶片。基于单向流固耦合的方法,能够有效且相对快速地分析流场中脉动压力作用下的周期功,获得叶片模态振动条件下的气动阻尼系数,从而预测叶片颤振特性。

以某600 MW汽轮机为研究对象,应用计算流体力学软件CFX对低压缸末级和排汽缸的耦合模型进行了数值模拟,基于二次回归正交试验,在排汽缸上端安装导流板来削弱通道涡对排汽缸气动性能的影响,得到了导流板安装参数与静压恢复系数之间的回归方程。方程呈现非线性关系,显著不失拟,且三因素之间互不影响。求解回归方程的最优解,得出最佳的导流板安装方案。安装导流板后,通道涡被破碎,排汽缸的气动性能得到了明显的改善。排汽缸出口的静压恢复系数提高3.008%,总压损失系数降低5.789%,出口截面标准偏差降低了3.043。并且,不同负荷下优化后排汽缸出口的静压恢复系数均大于优化前。