某型汽輪機(jī)典型級(jí)葉型及葉柵氣動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究
發(fā)布時(shí)間:2022-07-16 14:04
研制高效的汽輪機(jī)對(duì)于蒸汽發(fā)電以及燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率的提高有重要的意義,是當(dāng)下推進(jìn)節(jié)能減排的重要技術(shù)手段之一。本文對(duì)哈爾濱汽輪機(jī)廠新設(shè)計(jì)的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)組的典型級(jí),即中壓第7級(jí)的動(dòng)、靜葉的葉型及靜葉葉柵的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行了研究,通過(guò)亞音速吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬,研究了變沖角下動(dòng)靜葉葉型氣動(dòng)特性以及靜葉葉柵氣動(dòng)特性,并基于雷諾效應(yīng)給出了應(yīng)用于靜葉的葉型損失預(yù)測(cè)模型,為該先進(jìn)葉型設(shè)計(jì)理念的吸收以及今后的工程改型、設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)支持。首先,為研究該典型級(jí)動(dòng)靜葉葉型的變沖角特性,分別以動(dòng)、靜葉10%葉高、50%葉高和90%葉高葉型為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)了六套平面葉柵并進(jìn)行變沖角吹風(fēng)實(shí)驗(yàn),得出各平面葉柵型面靜壓曲線變化情況、出口氣流角的變化情況以及出口截面上總壓損失的變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,各葉型后加載特點(diǎn)明顯,葉型對(duì)負(fù)沖角的變化適應(yīng)性很強(qiáng),對(duì)正沖角變化十分敏感;動(dòng)葉葉根處葉型隨沖角變化更為明顯;靜葉葉型對(duì)于型面靜壓壓力曲線最低點(diǎn)的控制和損失控制更為優(yōu)秀,各葉型的最佳來(lái)流沖角均為一個(gè)小負(fù)沖角。其次,對(duì)該級(jí)靜葉進(jìn)行了著重的研究,對(duì)靜葉葉柵進(jìn)行零沖角下的吹風(fēng)實(shí)驗(yàn),同時(shí)以實(shí)驗(yàn)葉柵幾何尺寸為模型...
【文章頁(yè)數(shù)】:99 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景及意義
1.2 損失機(jī)理
1.2.1 葉型損失
1.2.2 二次流損失
1.3 后部加載葉型的研究及應(yīng)用
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1 實(shí)驗(yàn)葉柵與葉片參數(shù)
2.1.1 實(shí)驗(yàn)葉柵模型
2.1.2 靜葉葉型及實(shí)驗(yàn)葉柵參數(shù)
2.1.3 動(dòng)葉葉型及實(shí)驗(yàn)葉柵參數(shù)
2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
2.2.1 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)臺(tái)
2.2.2 實(shí)驗(yàn)來(lái)流過(guò)渡段
2.2.3 三維坐標(biāo)架
2.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)
2.3.1 五孔探針及其校準(zhǔn)
2.3.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試軟件
2.3.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)的布置
2.4 實(shí)驗(yàn)相關(guān)參數(shù)的定義
2.5 誤差分析
2.6 本章小節(jié)
第3章 典型級(jí)葉型及葉柵實(shí)驗(yàn)
3.1 引言
3.2 柵前流場(chǎng)的測(cè)量和評(píng)估
3.3 靜葉葉型氣動(dòng)特性及分析
3.3.1 靜壓系數(shù)沿葉型分布
3.3.2 出口氣流角當(dāng)?shù)刂底儧_角特性
3.3.3 總壓損失系數(shù)當(dāng)?shù)刂底儧_角特性
3.3.4 節(jié)距平均總壓損失系數(shù)變沖角特性
3.4 動(dòng)葉葉型氣動(dòng)特性及分析
3.4.1 靜壓系數(shù)沿葉型分布
3.4.2 出口氣流角當(dāng)?shù)刂底儧_角特性
3.4.3 總壓損失系數(shù)當(dāng)?shù)刂底儧_角特性
3.4.4 節(jié)距平均總壓損失系數(shù)變沖角特性
3.5 靜葉葉柵氣動(dòng)特性及分析
3.5.1 型面靜壓系數(shù)分布
3.5.2 出口截面總壓損失系數(shù)分布
3.5.3 出口截面靜壓系數(shù)分布
3.5.4 出口截面馬赫數(shù)分布
3.6 本章小節(jié)
第4章 靜葉葉柵變沖角數(shù)值研究
4.1 引言
4.2 控制方程與湍流模型
4.2.1 控制方程
4.2.2 湍流模型
4.3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性及網(wǎng)格劃分
4.3.1 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
4.3.2 計(jì)算模型與網(wǎng)格劃分
4.4 數(shù)值方法驗(yàn)證
4.5 計(jì)算結(jié)果及分析
4.5.1 靜壓系數(shù)分布
4.5.2 出口截面總壓損失系數(shù)分布
4.5.3 壁面靜壓系數(shù)分布
4.5.4 壁面極限流線
4.6 本章小節(jié)
第5章 基于雷諾效應(yīng)的靜葉葉型損失預(yù)測(cè)模型研究
5.1 引言
5.2 變雷諾數(shù)特性數(shù)值研究
5.2.1 計(jì)算模型與邊界條件
5.2.2 計(jì)算結(jié)果及與文獻(xiàn)對(duì)比
5.3 基于等熵馬赫數(shù)及熵產(chǎn)的葉型損失預(yù)測(cè)模型
5.4 葉型損失預(yù)測(cè)模型檢驗(yàn)
5.5 葉型損失預(yù)測(cè)模型修正
5.6 本章小節(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]傾斜/彎曲導(dǎo)葉對(duì)跨聲速渦輪非定常性能的影響[J]. 劉建,喬渭陽(yáng),段文華. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]高壓渦輪前緣幾何形狀對(duì)性能影響分析[J]. 白濤,高山. 兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]尾緣形狀對(duì)低壓渦輪葉柵氣動(dòng)性能的影響[J]. 李超,顏培剛,錢(qián)瀟如,韓萬(wàn)金,王慶超. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(07)
[4]前加載和后加載葉片轉(zhuǎn)捩特性的數(shù)值研究[J]. 鐘主海,江生科. 東方汽輪機(jī). 2017(01)
[5]中國(guó)汽輪機(jī)技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)析[J]. 王福艷. 山東工業(yè)技術(shù). 2017(05)
[6]尾跡對(duì)渦輪葉柵邊界層轉(zhuǎn)捩的影響[J]. 李虹楊,鄭赟. 推進(jìn)技術(shù). 2017(03)
[7]尾緣厚度對(duì)渦輪葉柵性能影響的數(shù)值研究[J]. 郭湘錕,白濤,張少博. 燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究. 2016(05)
[8]寬廣攻角范圍內(nèi)不同加載形式渦輪氣動(dòng)性能研究[J]. 白濤. 兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2016(07)
[9]馬赫數(shù)對(duì)不同負(fù)荷分布形式的高負(fù)荷低壓渦輪性能的影響[J]. 白濤. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2016(04)
[10]超超臨界二次再熱汽輪機(jī)發(fā)展綜述[J]. 王建錄,張曉東. 東方汽輪機(jī). 2016(01)
碩士論文
[1]超超臨界機(jī)組葉片氣動(dòng)性能試驗(yàn)和數(shù)值研究[D]. 裴勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
本文編號(hào):3662648
【文章頁(yè)數(shù)】:99 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景及意義
1.2 損失機(jī)理
1.2.1 葉型損失
1.2.2 二次流損失
1.3 后部加載葉型的研究及應(yīng)用
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1 實(shí)驗(yàn)葉柵與葉片參數(shù)
2.1.1 實(shí)驗(yàn)葉柵模型
2.1.2 靜葉葉型及實(shí)驗(yàn)葉柵參數(shù)
2.1.3 動(dòng)葉葉型及實(shí)驗(yàn)葉柵參數(shù)
2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
2.2.1 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)臺(tái)
2.2.2 實(shí)驗(yàn)來(lái)流過(guò)渡段
2.2.3 三維坐標(biāo)架
2.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)
2.3.1 五孔探針及其校準(zhǔn)
2.3.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試軟件
2.3.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)的布置
2.4 實(shí)驗(yàn)相關(guān)參數(shù)的定義
2.5 誤差分析
2.6 本章小節(jié)
第3章 典型級(jí)葉型及葉柵實(shí)驗(yàn)
3.1 引言
3.2 柵前流場(chǎng)的測(cè)量和評(píng)估
3.3 靜葉葉型氣動(dòng)特性及分析
3.3.1 靜壓系數(shù)沿葉型分布
3.3.2 出口氣流角當(dāng)?shù)刂底儧_角特性
3.3.3 總壓損失系數(shù)當(dāng)?shù)刂底儧_角特性
3.3.4 節(jié)距平均總壓損失系數(shù)變沖角特性
3.4 動(dòng)葉葉型氣動(dòng)特性及分析
3.4.1 靜壓系數(shù)沿葉型分布
3.4.2 出口氣流角當(dāng)?shù)刂底儧_角特性
3.4.3 總壓損失系數(shù)當(dāng)?shù)刂底儧_角特性
3.4.4 節(jié)距平均總壓損失系數(shù)變沖角特性
3.5 靜葉葉柵氣動(dòng)特性及分析
3.5.1 型面靜壓系數(shù)分布
3.5.2 出口截面總壓損失系數(shù)分布
3.5.3 出口截面靜壓系數(shù)分布
3.5.4 出口截面馬赫數(shù)分布
3.6 本章小節(jié)
第4章 靜葉葉柵變沖角數(shù)值研究
4.1 引言
4.2 控制方程與湍流模型
4.2.1 控制方程
4.2.2 湍流模型
4.3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性及網(wǎng)格劃分
4.3.1 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
4.3.2 計(jì)算模型與網(wǎng)格劃分
4.4 數(shù)值方法驗(yàn)證
4.5 計(jì)算結(jié)果及分析
4.5.1 靜壓系數(shù)分布
4.5.2 出口截面總壓損失系數(shù)分布
4.5.3 壁面靜壓系數(shù)分布
4.5.4 壁面極限流線
4.6 本章小節(jié)
第5章 基于雷諾效應(yīng)的靜葉葉型損失預(yù)測(cè)模型研究
5.1 引言
5.2 變雷諾數(shù)特性數(shù)值研究
5.2.1 計(jì)算模型與邊界條件
5.2.2 計(jì)算結(jié)果及與文獻(xiàn)對(duì)比
5.3 基于等熵馬赫數(shù)及熵產(chǎn)的葉型損失預(yù)測(cè)模型
5.4 葉型損失預(yù)測(cè)模型檢驗(yàn)
5.5 葉型損失預(yù)測(cè)模型修正
5.6 本章小節(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]傾斜/彎曲導(dǎo)葉對(duì)跨聲速渦輪非定常性能的影響[J]. 劉建,喬渭陽(yáng),段文華. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]高壓渦輪前緣幾何形狀對(duì)性能影響分析[J]. 白濤,高山. 兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]尾緣形狀對(duì)低壓渦輪葉柵氣動(dòng)性能的影響[J]. 李超,顏培剛,錢(qián)瀟如,韓萬(wàn)金,王慶超. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(07)
[4]前加載和后加載葉片轉(zhuǎn)捩特性的數(shù)值研究[J]. 鐘主海,江生科. 東方汽輪機(jī). 2017(01)
[5]中國(guó)汽輪機(jī)技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)析[J]. 王福艷. 山東工業(yè)技術(shù). 2017(05)
[6]尾跡對(duì)渦輪葉柵邊界層轉(zhuǎn)捩的影響[J]. 李虹楊,鄭赟. 推進(jìn)技術(shù). 2017(03)
[7]尾緣厚度對(duì)渦輪葉柵性能影響的數(shù)值研究[J]. 郭湘錕,白濤,張少博. 燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究. 2016(05)
[8]寬廣攻角范圍內(nèi)不同加載形式渦輪氣動(dòng)性能研究[J]. 白濤. 兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2016(07)
[9]馬赫數(shù)對(duì)不同負(fù)荷分布形式的高負(fù)荷低壓渦輪性能的影響[J]. 白濤. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2016(04)
[10]超超臨界二次再熱汽輪機(jī)發(fā)展綜述[J]. 王建錄,張曉東. 東方汽輪機(jī). 2016(01)
碩士論文
[1]超超臨界機(jī)組葉片氣動(dòng)性能試驗(yàn)和數(shù)值研究[D]. 裴勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
本文編號(hào):3662648
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3662648.html
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