基于流場(chǎng)分析的回轉(zhuǎn)式空預(yù)器復(fù)合式柔性密封裝置研究
發(fā)布時(shí)間:2022-07-11 09:07
回轉(zhuǎn)式空預(yù)器作為鍋爐設(shè)備的重要能量回收裝置具有尺寸小、鋼耗少、布置方便等諸多優(yōu)點(diǎn),但也存在漏風(fēng)率較高的致命缺點(diǎn)。接觸式柔性密封是近來(lái)興起的新型密封技術(shù),理論上可以實(shí)現(xiàn)“零”間隙密封,但現(xiàn)有設(shè)計(jì)中未考慮密封片兩側(cè)流場(chǎng)壓差形成的載荷作用,難以達(dá)到預(yù)期密封效果。此外,回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的固有結(jié)構(gòu)決定了接觸式柔性密封裝置處于400℃下的高循環(huán)疲勞的工作環(huán)境,難以保證較高的使用壽命。針對(duì)上述問(wèn)題,本文對(duì)目前市場(chǎng)上一種新型復(fù)合式柔性密封裝置進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器結(jié)構(gòu)及工作原理的研究,分析得出了漏風(fēng)主要是直接漏風(fēng)造成的,降低漏風(fēng)率的根本在于將密封間隙控制在最小,轉(zhuǎn)子的熱態(tài)變形是導(dǎo)致漏風(fēng)間隙變大的主要原因。通過(guò)理論分析,推導(dǎo)出了密封裝置能承受的流場(chǎng)壓差與其總體尺寸間的計(jì)算關(guān)系式。建立了密封裝置處于最不利工作狀況下的局部回轉(zhuǎn)式空預(yù)器流場(chǎng)模型、柔性密封裝置及其周?chē)植苛鲌?chǎng)的流固耦合模型及柔性密封裝置的力學(xué)模型,分別對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。通過(guò)對(duì)局部回轉(zhuǎn)式空預(yù)器流場(chǎng)的數(shù)值模擬,得到了密封間隙與流場(chǎng)壓力及漏風(fēng)率之間的關(guān)系曲線、轉(zhuǎn)子運(yùn)行中流場(chǎng)壓力和漏風(fēng)率的波動(dòng)曲線。數(shù)值模擬結(jié)果表明:(1)流場(chǎng)壓力分布由冷端到...
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 漏風(fēng)機(jī)理及密封技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 接觸式柔性密封研究現(xiàn)狀
1.3 課題研究的主要內(nèi)容
第2章 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器概述及漏風(fēng)分析
2.1 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的作用
2.2 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理
2.2.1 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的結(jié)構(gòu)
2.2.2 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的工作原理
2.3 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)分析
2.3.1 漏風(fēng)的理論分析
2.3.2 漏風(fēng)的評(píng)定方法
2.3.3 漏風(fēng)的防治措施
2.4 本章小結(jié)
第3章 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器復(fù)合式柔性密封裝置研究
3.1 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器復(fù)合式柔性密封技術(shù)背景
3.2 復(fù)合式柔性密封裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理
3.2.1 復(fù)合式柔性密封裝置的結(jié)構(gòu)
3.2.2 復(fù)合式柔性密封裝置的工作原理
3.3 柔性密封裝置工作概況及理論分析
3.3.1 柔性密封裝置的工作概況
3.3.2 理論分析
3.4 柔性密封裝置靜態(tài)有限元分析
3.4.1 前處理過(guò)程
3.4.2 計(jì)算結(jié)果與分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器局部流場(chǎng)分析
4.1 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器流場(chǎng)理論分析
4.2 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器流場(chǎng)仿真分析
4.2.1 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器模型假設(shè)與簡(jiǎn)化
4.2.2 幾何模型建立及網(wǎng)格劃分
4.2.3 計(jì)算域設(shè)定及邊界條件設(shè)置
4.2.4 材料物質(zhì)屬性設(shè)置
4.2.5 求解控制設(shè)定
4.3 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器流場(chǎng)仿真結(jié)果及分析
4.3.1 密封間隙對(duì)流場(chǎng)壓力分布的影響
4.3.2 密封間隙對(duì)密封壓差的影響
4.3.3 密封間隙對(duì)漏風(fēng)率的影響
4.3.4 轉(zhuǎn)子運(yùn)行中對(duì)流場(chǎng)壓力的擾動(dòng)
4.3.5 轉(zhuǎn)子運(yùn)行中密封壓差的變化情況
4.3.6 轉(zhuǎn)子運(yùn)行中漏風(fēng)率的變化情況
4.4 本章小結(jié)
第5章 新型柔性密封片流固耦合分析與疲勞試驗(yàn)
5.1 新型柔性密封片流固耦合分析
5.1.1 流固耦合模型假設(shè)與簡(jiǎn)化
5.1.2 幾何模型建立及網(wǎng)格劃分
5.1.3 流固耦合邊界條件設(shè)置
5.2 流固耦合計(jì)算結(jié)果分析
5.2.1 厚度d對(duì)密封片性能的影響
5.2.2 直線端長(zhǎng)度l對(duì)密封片性能的影響
5.2.3 彈性半徑R對(duì)密封片性能的影響
5.2.4 初始迎角θ對(duì)密封片性能的影響
5.2.5 密封間隙與預(yù)壓量的關(guān)系
5.3 新型柔性密封裝置疲勞特性試驗(yàn)
5.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?br> 5.3.2 試驗(yàn)內(nèi)容
5.3.3 試驗(yàn)原理
5.3.4 試驗(yàn)裝置
5.3.5 試驗(yàn)步驟
5.3.6 試驗(yàn)結(jié)果及分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]空氣預(yù)熱器冷端扇形板配置自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)降漏風(fēng)改造研究[J]. 車(chē)凌云,祝雷淵,王華. 鍋爐技術(shù). 2018(05)
[2]流固耦合數(shù)值方法研究概述與淺析[J]. 何濤. 振動(dòng)與沖擊. 2018(04)
[3]受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器柔性接觸式密封裝置[J]. 呂太,孫博,謝生璐. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(05)
[4]回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子卡澀原因及預(yù)防淺析[J]. 徐衛(wèi)衛(wèi),闞忠袆. 化工管理. 2017(26)
[5]間隙自補(bǔ)償漏風(fēng)控制系統(tǒng)在空氣預(yù)熱器密封改造中的應(yīng)用分析[J]. 李健. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè). 2017(05)
[6]600MW機(jī)組空氣預(yù)熱器接觸式柔性密封改造[J]. 盛曦葵. 黑龍江科技信息. 2015(26)
[7]回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器密封技術(shù)及研究進(jìn)展[J]. 王一坤,陳國(guó)輝,王志剛,張廣才. 熱力發(fā)電. 2015(08)
[8]回轉(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)率超標(biāo)原因分析及對(duì)策[J]. 陳少毅. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2015(18)
[9]回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子熱變形數(shù)值模擬[J]. 強(qiáng)君剛,馬凱,竇萬(wàn)生. 應(yīng)用能源技術(shù). 2013(10)
[10]回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器隔倉(cāng)壓差對(duì)柔性接觸式密封片剛度和強(qiáng)度的影響[J]. 常毅君,李虎,顧義,朱衛(wèi)平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(S1)
本文編號(hào):3657888
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 漏風(fēng)機(jī)理及密封技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 接觸式柔性密封研究現(xiàn)狀
1.3 課題研究的主要內(nèi)容
第2章 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器概述及漏風(fēng)分析
2.1 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的作用
2.2 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理
2.2.1 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的結(jié)構(gòu)
2.2.2 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的工作原理
2.3 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)分析
2.3.1 漏風(fēng)的理論分析
2.3.2 漏風(fēng)的評(píng)定方法
2.3.3 漏風(fēng)的防治措施
2.4 本章小結(jié)
第3章 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器復(fù)合式柔性密封裝置研究
3.1 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器復(fù)合式柔性密封技術(shù)背景
3.2 復(fù)合式柔性密封裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理
3.2.1 復(fù)合式柔性密封裝置的結(jié)構(gòu)
3.2.2 復(fù)合式柔性密封裝置的工作原理
3.3 柔性密封裝置工作概況及理論分析
3.3.1 柔性密封裝置的工作概況
3.3.2 理論分析
3.4 柔性密封裝置靜態(tài)有限元分析
3.4.1 前處理過(guò)程
3.4.2 計(jì)算結(jié)果與分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器局部流場(chǎng)分析
4.1 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器流場(chǎng)理論分析
4.2 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器流場(chǎng)仿真分析
4.2.1 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器模型假設(shè)與簡(jiǎn)化
4.2.2 幾何模型建立及網(wǎng)格劃分
4.2.3 計(jì)算域設(shè)定及邊界條件設(shè)置
4.2.4 材料物質(zhì)屬性設(shè)置
4.2.5 求解控制設(shè)定
4.3 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器流場(chǎng)仿真結(jié)果及分析
4.3.1 密封間隙對(duì)流場(chǎng)壓力分布的影響
4.3.2 密封間隙對(duì)密封壓差的影響
4.3.3 密封間隙對(duì)漏風(fēng)率的影響
4.3.4 轉(zhuǎn)子運(yùn)行中對(duì)流場(chǎng)壓力的擾動(dòng)
4.3.5 轉(zhuǎn)子運(yùn)行中密封壓差的變化情況
4.3.6 轉(zhuǎn)子運(yùn)行中漏風(fēng)率的變化情況
4.4 本章小結(jié)
第5章 新型柔性密封片流固耦合分析與疲勞試驗(yàn)
5.1 新型柔性密封片流固耦合分析
5.1.1 流固耦合模型假設(shè)與簡(jiǎn)化
5.1.2 幾何模型建立及網(wǎng)格劃分
5.1.3 流固耦合邊界條件設(shè)置
5.2 流固耦合計(jì)算結(jié)果分析
5.2.1 厚度d對(duì)密封片性能的影響
5.2.2 直線端長(zhǎng)度l對(duì)密封片性能的影響
5.2.3 彈性半徑R對(duì)密封片性能的影響
5.2.4 初始迎角θ對(duì)密封片性能的影響
5.2.5 密封間隙與預(yù)壓量的關(guān)系
5.3 新型柔性密封裝置疲勞特性試驗(yàn)
5.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?br> 5.3.2 試驗(yàn)內(nèi)容
5.3.3 試驗(yàn)原理
5.3.4 試驗(yàn)裝置
5.3.5 試驗(yàn)步驟
5.3.6 試驗(yàn)結(jié)果及分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]空氣預(yù)熱器冷端扇形板配置自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)降漏風(fēng)改造研究[J]. 車(chē)凌云,祝雷淵,王華. 鍋爐技術(shù). 2018(05)
[2]流固耦合數(shù)值方法研究概述與淺析[J]. 何濤. 振動(dòng)與沖擊. 2018(04)
[3]受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器柔性接觸式密封裝置[J]. 呂太,孫博,謝生璐. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(05)
[4]回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子卡澀原因及預(yù)防淺析[J]. 徐衛(wèi)衛(wèi),闞忠袆. 化工管理. 2017(26)
[5]間隙自補(bǔ)償漏風(fēng)控制系統(tǒng)在空氣預(yù)熱器密封改造中的應(yīng)用分析[J]. 李健. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè). 2017(05)
[6]600MW機(jī)組空氣預(yù)熱器接觸式柔性密封改造[J]. 盛曦葵. 黑龍江科技信息. 2015(26)
[7]回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器密封技術(shù)及研究進(jìn)展[J]. 王一坤,陳國(guó)輝,王志剛,張廣才. 熱力發(fā)電. 2015(08)
[8]回轉(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)率超標(biāo)原因分析及對(duì)策[J]. 陳少毅. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2015(18)
[9]回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子熱變形數(shù)值模擬[J]. 強(qiáng)君剛,馬凱,竇萬(wàn)生. 應(yīng)用能源技術(shù). 2013(10)
[10]回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器隔倉(cāng)壓差對(duì)柔性接觸式密封片剛度和強(qiáng)度的影響[J]. 常毅君,李虎,顧義,朱衛(wèi)平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(S1)
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