大型熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機(jī)組因其能源利用率高、有害氣體排放量低等突出優(yōu)勢(shì)成為解決城市集中供熱供求矛盾,提升能量轉(zhuǎn)化熱效率的主要發(fā)展趨勢(shì)。瞬變流量工況下流體激勵(lì)及其特有的誘振失穩(wěn)機(jī)制等研究基礎(chǔ)薄弱成為限制我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組大規(guī)模應(yīng)用的主要壁壘。本文以瞬變流量工況下的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子為例,通過(guò)研究瞬變進(jìn)氣擾動(dòng)誘發(fā)的流體激勵(lì)及求解方法,建立統(tǒng)一描述柔性葉片幾何非線性與圍帶摩擦阻尼激勵(lì)依賴非線性的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,闡明流體誘振機(jī)理,建立基于圍帶阻尼的自愈抑振技術(shù),為建立汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)氣參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和高效增穩(wěn)減振技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。以探明瞬變流量工況下流體誘振機(jī)理為研究目標(biāo),建立瞬變流量工況流體激勵(lì)模型及其數(shù)值計(jì)算方法。流體激勵(lì)模型包括在葉片表面瞬態(tài)分布?jí)毫δＰ秃蜁r(shí)空離散模型,首先基于連續(xù)性方程、泰勒公式,建立瞬變流量工況下流體激勵(lì)在葉片表面的瞬態(tài)分布?jí)毫δＰ?并采用時(shí)空離散方法,建立瞬變流量工況下流體激勵(lì)時(shí)空離散模型,將瞬態(tài)分布激勵(lì)離散為瞬態(tài)均布與穩(wěn)態(tài)分布兩個(gè)部分,統(tǒng)一在模型中,以同時(shí)求解流體激勵(lì)“時(shí)間分布”和“空間分布”問(wèn)題。通過(guò)建立瞬變流量工況流體激勵(lì)求解方法獲得葉片表面瞬態(tài)分布?jí)毫?利用反距離加權(quán)插值... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２葉片任意截面上的進(jìn)氣流量??參?？??Ｆｉｇ．２－２?Ｉｎｌｅｔ?ｆｌｏｗ?ｏｎ?ａｎｙ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂｌａｄｅ??

?第２章瞬變流量工況下的流體激勵(lì)及其求解方法???流體計(jì)兌域節(jié)＃／??Ｘ?ＩＮ＾／??？初、…土以、??＾ｓ；?，?’?？？？、尸僅?ｖ，二，）??＿／?，??葉片結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)??圖２－３三維實(shí)體單元等效流體激勵(lì)??Ｆｉｇ．?２－３?Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｓｏｌｉｄ?ｕｎｉｔ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｆｌｕｉｄ?ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ??其中，；４，（Ｕ，?ｚ）為流場(chǎng)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)／（離散點(diǎn)）在ＴＦＣ下的瞬態(tài)壓力，ｒｆ，．為流體網(wǎng)格??節(jié)點(diǎn)與葉片（固體）網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)火插值點(diǎn)）間的距離；《為離散點(diǎn)的數(shù)量；７Ｖ為葉片六??面體單元形函數(shù)。；４⑴可利用積分平均值計(jì)算獲得葉片表面均布載荷，進(jìn)而采??用快速傅里葉變換獲得以激勵(lì)譜形式表達(dá)的瞬態(tài)均布激勵(lì)Ｆｔｆ（〇，綜上，ＴＦＣ下??ｐ?（ｘ，少，ｚ，?ｆ?Ｌ可轉(zhuǎn)化為如（２－１３）式所表達(dá)的流體激勵(lì)力：??Ｆｆ?＼ＴＦ?（ｘ，?ｙ，?ｚ，?／）?＝Ｆｔｆ?（ｘ，?ｙ，?ｚ）＋Ｆｔｆ?（ｔ）?（２－１３）??可用于后續(xù)深入研究瞬變流量工況下柔性葉片轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的流體激??勵(lì)誘振特性。??２．２瞬變流置工況流體激勵(lì)的數(shù)值求解方法??瞬變流量工況下熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組中的流動(dòng)過(guò)程屬于三維可壓縮非定常流動(dòng)，目??前無(wú)法直接解析求解其流動(dòng)控制方程（附錄Ｉ式（Ｉ－１ＨＩ－９）），本節(jié)針對(duì)此問(wèn)題提出??瞬變流量工況流體激勵(lì)的數(shù)值求解方法。??２．２．１瞬變流量工況下流體激勵(lì)求解流程??數(shù)值求解Ａ?少，Ｚ，ｒ）主要步驟如圖２－４所示：??①根據(jù)機(jī)組的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行工況將流場(chǎng)計(jì)算域簡(jiǎn)化至低壓末級(jí)轉(zhuǎn)子，并根據(jù)旋??轉(zhuǎn)周期性邊界條件簡(jiǎn)化為包含２靜葉通道和３動(dòng)葉通道的流體計(jì)算域，采用結(jié)構(gòu)??化網(wǎng)格離散

Ｉ?｜?Ａｎｓｙｓ?Ｔｕｒｂｏ＾ｒｉｄ中利用結(jié)?［?Ｉ??＊??＇??｜?Ｉ?構(gòu)化Ｍ格離散模型?｜?ｊ￣?設(shè)Ｓ邊界條件?丨??Ｌ?■?Ｉ??Ｔ??Ｉ??Ｉ?１?Ｉ??＊??Ｉ??，Ｓｔｅｐ３?提取流體激勵(lì)力?｜?｜?ＳＳ數(shù)值求解條件?｜??丨｜利用反距離加權(quán)插值法和基十虛功松理｜丨Ｉ?Ｔ?Ｉ??Ｉ?的等效法，將瞬態(tài)分布?jí)毫Φ兜?｜?｜??＾??Ｉ??：?效為流體激勵(lì)力巧１ｒｎ?＾?１?獲取瞬態(tài)分布?jí)毫�；�??Ｌ?，?Ｉ?Ｉ??圖２－４瞬變流量工況流體激勵(lì)的數(shù)值求解方法??Ｆｉｇ．?２－４?Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ?ｏｆ?ｆｌｕｉｄ?ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ?ｕｎｄｅｒ?ｔｒａｎｓｉｅｎｔ?ｆｌｏｗ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ??③提取激勵(lì)力：利用２．１．２節(jié)中提出的流體激勵(lì)時(shí)空離散模型，將??轉(zhuǎn)化為流體激勵(lì)力＾。??２．２．２流體計(jì)算域及網(wǎng)格劃分??２．２．１節(jié)步驟①中利用Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ中的渦輪葉片設(shè)計(jì)模塊創(chuàng)建流道幾何模型??作為流場(chǎng)計(jì)算域，并利用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行離散，如圖２－５所示。??１??圖２－５流場(chǎng)計(jì)算域有限元模型??Ｆｉｇ．２－５?Ｆｉｎｉｔｅ?ｅｌｅｍｅｎｔ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｆｌｏｗ?ｆｉｅｌｄ??１４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]核電汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片圍帶內(nèi)阻尼定量計(jì)算與動(dòng)態(tài)優(yōu)化研究[D]. 劉錦.山東大學(xué) 2018
[2]核電汽輪機(jī)葉柵—軸系統(tǒng)振動(dòng)特性研究[D]. 喬鵬.山東大學(xué) 2017
[3]軸承不對(duì)中雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)特性分析[D]. 夏錕.沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 2016
[4]600MW汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子軸系振動(dòng)特性研究[D]. 胡建濤.華北電力大學(xué) 2013
[5]基于雙流體模型的濕蒸汽兩相流動(dòng)數(shù)值模擬[D]. 于新峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3303592