本文關(guān)鍵詞：5.3MW汽輪機(jī)組優(yōu)化改型設(shè)計(jì)及數(shù)值分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：汽輪機(jī)改型設(shè)計(jì)是在原有型號汽輪機(jī)的基礎(chǔ)上,針對特定的運(yùn)行工況和已有的機(jī)組結(jié)構(gòu),在目前加工技術(shù)允許的基礎(chǔ)上對原有的汽輪機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化以提高其氣動性能,延長使用壽命,節(jié)約運(yùn)行成本。本文針對某型已有汽輪機(jī),首先對原型設(shè)計(jì)工況和變工況進(jìn)行了核算,計(jì)算結(jié)果表明:原型前兩個壓力級采用局部進(jìn)氣結(jié)構(gòu),由于軸向尺寸較小,氣流周向流動空間不足,這兩級葉輪的流動損失較大,輸出功率明顯不夠;末級動葉葉高166mm,出口面積偏小,在設(shè)計(jì)工況下,該級動葉出口相對速度較大,出口相對馬赫數(shù)達(dá)到1.4,動葉型線設(shè)計(jì)難度較大;壓力級整體通流面積偏小,在給定的設(shè)計(jì)流量下,壓力級入口壓力較高,設(shè)計(jì)工況原型方案整機(jī)功率略顯不足。確定原型機(jī)組作存在的問題之后,在保證外缸尺寸基本不變的基礎(chǔ)上,對原型機(jī)組進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì),使壓力級中后部的級葉片高度增加,內(nèi)徑適當(dāng)減小;壓力級第一級的葉片高度達(dá)到19mm,且壓力級前兩級改為全周進(jìn)氣布置;并重新設(shè)計(jì)了各級葉片型線,使得機(jī)組末級和次末級葉片長度增加,減弱后兩級出現(xiàn)的超聲速流動特點(diǎn)。同時(shí),在調(diào)節(jié)級后增設(shè)均化腔,均化腔能夠?yàn)橹芟蛄鲃犹峁┳銐虻目臻g,使得氣流在周向的分布更為均勻,不再出現(xiàn)擁堵,流動更為通暢。額定工況改型機(jī)組詳細(xì)的氣動性能計(jì)算分析結(jié)果表明,改型后機(jī)組末級流動改善,功率達(dá)到設(shè)計(jì)要求,改型設(shè)計(jì)滿足整體要求。最后對改型后機(jī)組進(jìn)行了變工況性能分析,針對75%~120%的多個工況進(jìn)行了全三維的數(shù)值模擬,結(jié)果表明:相對于額定工況,各個非設(shè)計(jì)工況的級間參數(shù)也都在合理的范圍內(nèi),并且末級和次末級沒有出現(xiàn)整級超聲速流動現(xiàn)象,級速比也基本都保證在額定工況上下小范圍內(nèi),變工況性能良好。
【關(guān)鍵詞】：汽輪機(jī) 改型設(shè)計(jì) 變工況分析 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM621
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題來源及目的8
• 1.2 課題背景及研究現(xiàn)狀8-12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 汽輪機(jī)改型設(shè)計(jì)數(shù)值方法簡介14-18
• 2.1 引言14
• 2.2 控制方程14-15
• 2.3 湍流模型及k-ε 模型簡介15-16
• 2.4 數(shù)值計(jì)算的誤差16
• 2.5 ANSYS CFX計(jì)算流程簡介16-17
• 2.6 本章小結(jié)17-18
• 第3章 汽輪機(jī)原型機(jī)組計(jì)算分析18-27
• 3.1 引言18
• 3.2 汽輪機(jī)原型設(shè)計(jì)指標(biāo)及幾何特征18-19
• 3.3 汽輪機(jī)組原型各工況計(jì)算19-24
• 3.4 局部進(jìn)氣對氣動性能的影響24-26
• 3.5 本章小節(jié)26-27
• 第4章 汽輪機(jī)組改型方案設(shè)計(jì)分析27-58
• 4.1 引言27
• 4.2 設(shè)計(jì)工況一維氣動計(jì)算27-29
• 4.3 調(diào)節(jié)級三維設(shè)計(jì)計(jì)算29-39
• 4.3.1 調(diào)節(jié)級幾何結(jié)構(gòu)及計(jì)算網(wǎng)格29-32
• 4.3.2 調(diào)節(jié)級三維計(jì)算總體參數(shù)32
• 4.3.3 調(diào)節(jié)級流動特點(diǎn)32-39
• 4.4 壓力級三維設(shè)計(jì)計(jì)算39-49
• 4.4.1 各級計(jì)算時(shí)采用的計(jì)算模型與網(wǎng)格特征39-41
• 4.4.2 各級邊界條件41-42
• 4.4.3 各級逐級設(shè)計(jì)計(jì)算42
• 4.4.4 壓力級多級聯(lián)算42-49
• 4.5 整級全三維計(jì)算49-57
• 4.5.1 幾何結(jié)構(gòu)49-50
• 4.5.2 計(jì)算域的邊界條件設(shè)定50-52
• 4.5.3 均化腔流動分析52-56
• 4.5.4 壓力級流動特點(diǎn)56-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 第5章 改型后機(jī)組變工況分析58-69
• 5.1 引言58
• 5.2 總體參數(shù)比較58-59
• 5.3 調(diào)節(jié)級變工況計(jì)算59-61
• 5.4 壓力級變工況計(jì)算61-65
• 5.5 變工況主要?dú)鈩訁?shù)變化比較65-67
• 5.6 本章小節(jié)67-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-75
• 個人簡歷75

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本文編號：447811