發(fā)布時(shí)間：2021-10-21 20:53

　　濕蒸汽對(duì)汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性有至關(guān)重要的影響,國(guó)內(nèi)外對(duì)于汽輪機(jī)濕蒸汽研究主要集中在光學(xué)探針實(shí)驗(yàn)和濕蒸汽兩相流模擬兩方面。濕蒸汽探針在汽輪機(jī)末級(jí)濕蒸汽流場(chǎng)內(nèi)與濕蒸汽相互影響,本文采用雙向流固耦合技術(shù)對(duì)該復(fù)雜三元流動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值分析。利用ANSYS Workbench平臺(tái)搭建了流固耦合模型,實(shí)現(xiàn)流場(chǎng)與固體場(chǎng)的雙向耦合計(jì)算,針對(duì)流體網(wǎng)格圍繞探針作了細(xì)致的分塊工作,保證了近壁面網(wǎng)格的精細(xì)度和整體網(wǎng)格質(zhì)量,采用基于湍流剪應(yīng)力輸運(yùn)（SST）的k-ω模型和動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)以提高計(jì)算精度和加快收斂,穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果與邊界層分離理論和漩渦脫落理論結(jié)果高度一致。利用穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果作為初始場(chǎng)進(jìn)行雙向流固耦合數(shù)值計(jì)算并分析探針振動(dòng)和流場(chǎng)變化。結(jié)果表明:探針X、Y、Z三個(gè)方向的振動(dòng)周期略有波動(dòng),約為0.018s。三個(gè)方向的最大振幅分別為0.28mm、4.75μm、5.50μm,X方向由于正對(duì)流體沖擊,振幅遠(yuǎn)大于另外兩個(gè)方向。其中X、Z方向振動(dòng)基線(xiàn)偏移0點(diǎn),Y方向由于探針兩側(cè)的周期性漩渦脫體,振動(dòng)基線(xiàn)比較接近0點(diǎn)。由于光學(xué)探針特殊結(jié)構(gòu),探針前端測(cè)量區(qū)域的受到壓差作用力很小,導(dǎo)致前端的形變量增長(zhǎng)率有所降低,振動(dòng)形態(tài)比較特... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２?ＭＦＸ中ｐｒｏｆｉｌｅ?ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ插值法示意圖??

上的參數(shù)數(shù)據(jù)從全局到局部都能得到精確傳遞。對(duì)于流固耦合面不完全對(duì)應(yīng)的情??況，ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ方法會(huì)通過(guò)在不對(duì)應(yīng)區(qū)域設(shè)置０值、特殊邊界條件等方式忽略??此區(qū)域數(shù)據(jù)的傳遞，從而保持嚴(yán)格的守恒傳遞，如圖２．３所示。??廠(chǎng)?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｕｒｆａｃｅ??，－ｙ〇ｄｅ?／?／?ＩＰ?Ｆａｃｅ??「??＜?＞?????《）???，人－???－－－，??Ｉ?Ｘ?ｒ＼?；＇??ｆ?掃：：：：三＿??Ｊ—６?■今——???Ｓｅｎｄｉｎｇ?Ｓｉｄｅ?Ｕ－Ｚｅｒｏ?Ｄｉｓｔａｎｃｅ—Ｊ?Ｒｅｃｅｈ?ｉｎｇ?Ｓｉｄｅ??圖２．３?ＭＦＸ中ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ插值法示意圖??２．３．３動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)??由于在流固耦合計(jì)算中流體中的固體結(jié)構(gòu)發(fā)生位移變形，此時(shí)流體域網(wǎng)格需??跟隨結(jié)構(gòu)邊界產(chǎn)生相應(yīng)變化，就需要采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行求解。已知的動(dòng)網(wǎng)格技??術(shù)包括網(wǎng)格重構(gòu)法（Ｒｅｍｅｓｈ）、網(wǎng)格變形法（Ｍｅｓｈ?Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）和浸入固體方法??（Ｉｍｍｅｒｓｅｄ?Ｓｏｌｉｄｓ），其中浸入固體方法主要用來(lái)求解齒輪泵或者螺桿泵的泵體運(yùn)??動(dòng)問(wèn)題，基于大變形的網(wǎng)格重構(gòu)的流固耦合分析還不是很普遍，接下來(lái)主要介紹??了網(wǎng)格變形法。??網(wǎng)格變形法（Ｍｅｓｈ?Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）與網(wǎng)格重構(gòu)法最大的不同就是不需要重新劃??分網(wǎng)格

３．１整體流程??本文采用雙向的流固耦合方法展開(kāi)數(shù)值模擬工作，工作平臺(tái)選擇ＡＮＳＹＳ??Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ，整體的技術(shù)路線(xiàn)如圖３．１所不。??Ｉ?????丨??｜?ＡＮＳＹＳ?Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ??Ｉ?二：二?．?Ｉ??Ｓｏｌｉｄ?ｐａｒｔ??ｒ丨丨丨?Ｉ?｜??Ｉ?—ｄ：?ｏ?〇?還?〇?Ａ〇￡ｆｓ?丨??＇％?———一——－－十」?Ｉ??｜?Ｉｎｖｅｎｔ。十?｜??丨＼、?「二４?－幕－—ｉ｜??ｉ?卜?入＝丨??ｊ?Ｉ?｜?｜?ｓｅｔｔｉｎｇ?＇?‘?ｓｅｔｔｉｎｇ?，ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ?ｆｉｌｅｓ??一—丨丨?Ｉ?ｉ?＿＿．?ｈ??Ｉ?Ｉ?，ＣＥＭ?Ｉ?Ｆｌｕｉｄ?ｐａｒｔ?丨丨??Ｉ?｜?ｉ?■???Ｉ?Ｉ??圖３．１雙向流固耦合數(shù)值分析整體流程??在本文的研究方案中，首先根據(jù)實(shí)際中的探針外形結(jié)構(gòu)和尺寸數(shù)據(jù)，進(jìn)行合??理的簡(jiǎn)化，選取探針附近一定區(qū)域?yàn)槟M流場(chǎng)區(qū)域，在Ｉｎｖｅｎｔｏｒ平臺(tái)上建立固體??和流場(chǎng)的物理模型。然后導(dǎo)入到ＡＮＳＹＳ?Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ中拆分為固體部分和流體域??分別在不同的軟件平臺(tái)上進(jìn)行初始設(shè)置。??對(duì)于固體部分，設(shè)置其相關(guān)物性參數(shù)并通過(guò)ＡＮＳＹＳ?Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ自帶的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]汽輪機(jī)低壓級(jí)葉柵尾緣波系與蒸汽自發(fā)凝結(jié)的交互作用[J]. 陳桐,謝誕梅,熊揚(yáng)恒,張恒良.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(21)
[2]330MW低壓汽輪機(jī)濕蒸汽二次水滴測(cè)量實(shí)驗(yàn)研究[J]. 項(xiàng)延輝,蔡小舒,周騖,梁志宏,艾東明,魏明業(yè).  上海理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]進(jìn)口探針支桿對(duì)1.5級(jí)壓氣機(jī)氣動(dòng)性能的影響[J]. 楊榮菲,趙建通,向宏輝,高杰.  推進(jìn)技術(shù). 2017(05)
[4]探針支桿對(duì)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子性能及流場(chǎng)影響的數(shù)值模擬研究[J]. 馬宏偉,項(xiàng)樂(lè).  推進(jìn)技術(shù). 2016(12)
[5]基于激光的后向角散射法測(cè)量蒸汽濕度[J]. 黃竹青,丁濤,許春山.  激光與紅外. 2016(01)
[6]汽輪機(jī)葉片表面粗糙度對(duì)自發(fā)凝結(jié)級(jí)性能影響的數(shù)值研究[J]. 余興剛,謝誕梅,王純,熊揚(yáng)恒,王聰.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(21)
[7]1000MW汽輪機(jī)低壓末級(jí)二次水滴沉積特性分析[J]. 王純,謝誕梅,李曦濱,范小平,YU Xing-gang,YIN Ming-yan.  熱能動(dòng)力工程. 2015(05)
[8]汽輪機(jī)排汽通道內(nèi)濕蒸汽流動(dòng)的數(shù)值研究[J]. 曹麗華,張浩龍,林文斌,劉佳.  熱能動(dòng)力工程. 2015(03)
[9]除濕槽對(duì)渦輪葉柵非平衡凝結(jié)流動(dòng)的影響[J]. 鞠鳳鳴,顏培剛,陳曉娜,韓萬(wàn)金.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(09)
[10]核電汽輪機(jī)低壓缸中平衡和非平衡凝結(jié)流動(dòng)的對(duì)比研究[J]. 楊建道,游瑋,李亮,吳曉明,程凱,王恭義,余德啟,彭澤瑛.  熱力透平. 2013(01)

博士論文
[1]汽輪機(jī)內(nèi)濕蒸汽兩相凝結(jié)流動(dòng)的數(shù)值研究[D]. 王智.華北電力大學(xué) 2010
[2]非平衡態(tài)濕蒸汽流動(dòng)快速準(zhǔn)確數(shù)值模擬方法研究[D]. 張冬陽(yáng).中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2002

碩士論文
[1]某燃?xì)廨啓C(jī)比例模型流道內(nèi)毫米級(jí)探針調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和振動(dòng)特性研究[D]. 李治乾.浙江大學(xué) 2016
[2]汽輪機(jī)末級(jí)葉柵濕蒸汽非平衡凝結(jié)流動(dòng)數(shù)值研究[D]. 陳曉娜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]汽輪機(jī)內(nèi)濕蒸汽兩相非平衡凝結(jié)流動(dòng)的數(shù)值研究[D]. 陳柏旺.華北電力大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3449697