汽輪機(jī)是發(fā)電廠中的主要熱力設(shè)備,其效率的高低直接影響電廠的經(jīng)濟(jì)效益。因此,積極致力于提高汽輪機(jī)效率水平對(duì)加快發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)及能源節(jié)約具有重要的意義。汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)中,動(dòng)葉頂部和汽缸壁之間為了避免摩擦而留有葉頂間隙,由于動(dòng)葉前后存在壓差,不可避免的出現(xiàn)泄漏流動(dòng),而高參數(shù)大容量機(jī)組的間隙泄漏流速度較大,使間隙端區(qū)流動(dòng)更為復(fù)雜。本文基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件CFX對(duì)某帶有高低齒汽封的汽輪機(jī)高壓1.5級(jí)模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,主要工作如下:首先,分析了不同葉頂間隙下汽封出口腔內(nèi)泄漏流的渦系變化以及泄漏流與主流摻混對(duì)下游靜葉氣動(dòng)性能的影響,并定量計(jì)算了泄漏流引起的相關(guān)損失。結(jié)果表明:泄漏流引起的摻混損失大小與回流渦的尺度大小有關(guān)。泄漏流和主流在動(dòng)葉出口處發(fā)生摻混后,摻混區(qū)汽流方向發(fā)生偏轉(zhuǎn),對(duì)下游靜葉產(chǎn)生負(fù)攻角,而且存在較大的徑向速度;泄漏流沿吸力面流出靜葉流域,導(dǎo)致出口汽流角的偏移。泄漏流的影響范圍主要在75%葉高以上區(qū)域,且在95%葉高處達(dá)到最大。隨著葉頂間隙的增大,泄漏流引起的相關(guān)損失都相應(yīng)增大,其中摻混損失占主要部分,質(zhì)量平均熵增損失系數(shù)為7%-11%。其次,分析了不同葉頂間隙下泄漏流在汽封和下游靜葉流... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：49 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

汽輪機(jī)的級(jí)內(nèi)損失

由上一章分析可知，我們可以利用計(jì)算流體力學(xué)方法研究汽輪機(jī)高壓級(jí)內(nèi)部流場(chǎng)的特性和氣動(dòng)性能。本章對(duì)文中所涉及數(shù)值計(jì)算的理論和方法作簡(jiǎn)要介紹。.1 計(jì)算對(duì)象本課題采用ANSYS CFX14.5數(shù)值模擬軟件對(duì)高壓1.5級(jí)葉頂泄漏流場(chǎng)進(jìn)行三維數(shù)值。CFX 軟件基于有限元的有限體積法，不僅具有有限體積法的守恒特性，還具有有限求解精確的優(yōu)點(diǎn)。由于 CFX 使用全隱式多網(wǎng)格耦合求解，同時(shí)求解動(dòng)量方程和連續(xù)性，具有穩(wěn)健快速求解的特點(diǎn)，其求解器能夠在多個(gè)操作平臺(tái)并行運(yùn)算[62]。CFX 軟件結(jié)FX-Pre 前處理、CFX-Solver Manager 求解器及 CFX-Post 后處理三個(gè)模塊，其中生成網(wǎng)術(shù)的 TurboGrid、ICEM 軟件及對(duì)所要模擬的模型進(jìn)行設(shè)定、選擇求解方法、控制方程定邊界條件初始條件等均在前處理模塊完成，如圖2-1所示的CFX求解所需的用戶接文研究分別用到 Gambit 和 BladeGen 軟件對(duì)高壓級(jí)動(dòng)靜葉及下游靜葉進(jìn)行三維建模，應(yīng)采用 ICEM 和 TurboGrid 軟件進(jìn)行網(wǎng)格生成技術(shù)。采用連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、湍和湍流耗散率的殘差收斂精度均為 1e-5，能量方程為 1e-7。

(b) 汽封結(jié)構(gòu)/(mm)圖 2-2 1.5 級(jí)計(jì)算域、汽封結(jié)構(gòu)表 1 汽封和動(dòng)靜葉片的幾何參數(shù)名稱 數(shù)值 名稱 數(shù)值圍帶厚度厚度/mm 4 軸向弦長(zhǎng)/mm 24.56汽封高齒厚度/mm 4 動(dòng)葉葉形安裝角/(°) 50.54汽封低齒厚度/mm 2 轉(zhuǎn)速/(r·min-1) 3 000上游靜葉高度/mm 71.3 動(dòng)葉展弦比 2.29動(dòng)葉高度/mm 72.1 輪轂半徑/mm 406.3下游靜葉高度/mm 73.3 動(dòng)葉節(jié)距/mm 29.85與湍流模型是對(duì)級(jí)內(nèi)流場(chǎng)采用離散控制方程進(jìn)行求解計(jì)算，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]核電汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)濕蒸汽凝結(jié)流動(dòng)的特性分析[D]. 商佳棋.東北電力大學(xué) 2017



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