針對我國資源利用率低、人均資源量匱乏的不足,超超臨界汽輪機(jī)、熱電聯(lián)合循環(huán)等大型發(fā)電機(jī)組因其綠色高效成為能源產(chǎn)業(yè)核心裝備的主要發(fā)展趨勢。但是大型發(fā)電機(jī)組的末級葉片通常超過一米,再加上國家對電廠調(diào)峰能力的要求不斷提高,使得末級長葉片常常在濕蒸汽區(qū)承受著復(fù)雜的非線性流體激勵,誘發(fā)葉片振動,影響運(yùn)行安全。本文以某蒸汽輪機(jī)組末級為研究對象,基于計(jì)算流體動力學(xué)和計(jì)算結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論,對該機(jī)組在變負(fù)荷工況下的流體激勵及振動響應(yīng)、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的氣彈穩(wěn)定性能與影響因素進(jìn)行深入的研究。首先從長葉片固有振動特性出發(fā),進(jìn)行各負(fù)荷工況的流場計(jì)算,開展葉片在靜止、額定轉(zhuǎn)速和變負(fù)荷三種狀態(tài)下的模態(tài)分析;隨后從流場結(jié)果中提取氣動載荷,探究長葉片在變負(fù)荷情況下的靜態(tài)振動特性。研究發(fā)現(xiàn)在額定轉(zhuǎn)速條件下,低階模態(tài)固有頻率遠(yuǎn)大于靜止?fàn)顟B(tài);疊加了氣動載荷之后,固有頻率總體變化程度較小,但是對扭轉(zhuǎn)振型或者以扭轉(zhuǎn)振型為主的頻率影響相對較大。當(dāng)承受離心氣動復(fù)合載荷,其靜態(tài)振動響應(yīng)則可以近似看成離心位移與氣動位移在軸向的疊加。然后通過雙向流固耦合方法,分析非定常壓力波動,總結(jié)葉片變形對流場的影響;同時探討了非定常流體激勵下長葉片的動態(tài)振動特... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 葉輪機(jī)械非定常流動研究進(jìn)展
    1.3 葉片振動特性研究進(jìn)展
    1.4 葉片流固耦合法研究進(jìn)展
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 數(shù)值理論及方法驗(yàn)證
    2.1 引言
    2.2 流體動力學(xué)基本方程
    2.3 結(jié)構(gòu)動力學(xué)基本方程
    2.4 計(jì)算理論模型
        2.4.1 流固耦合計(jì)算模型
        2.4.2 傅里葉變換理論
    2.5 數(shù)值方法驗(yàn)證
        2.5.1 圓柱立管繞流驗(yàn)證
        2.5.2 STCF4渦輪算例驗(yàn)證
    2.6 本章小結(jié)
第3章 基于CFD/CSD耦合下的振動特性研究
    3.1 引言
    3.2 汽輪機(jī)末級計(jì)算模型
    3.3 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
    3.4 單向耦合下的振動特性分析
        3.4.1 穩(wěn)態(tài)流場分析
        3.4.2 氣動力傳遞
        3.4.3 模態(tài)分析
        3.4.4 組合載荷作用下的振動特性分析
    3.5 雙向耦合下的振動特性分析
        3.5.1 非定常計(jì)算結(jié)果分析
        3.5.2 振動特性分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于能量法的氣動彈性計(jì)算
    4.1 引言
    4.2 邊界條件設(shè)置
    4.3 變負(fù)荷工況氣動彈性結(jié)果分析
    4.4 葉間相位角對氣動彈性的影響
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝



本文編號：3151380