汽轮机静叶表面水膜缝隙抽吸的试验研究

在气液两相流试验装置上,对汽轮机空心静叶表面水膜缝隙抽吸进行了试验研究,并结合两相流动数值方法对水滴沉积的径向分布进行了探讨.试验条件为:叶栅进口空气湿度为7%,水滴直径分布在1.5～201μm之间,抽吸缝隙宽度为1 mm,缝隙角度为45°.研究结果表明:吸力面上的抽吸缝在相对弧长约为0.5处具有最大的抽水效率,而压力面的抽吸缝隙越靠近尾缘处抽水效率越高,且压力面的缝隙抽水性能比吸力面的好,增加气流速度会引起抽水效率降低,增大缝隙抽吸压差可以提高抽水效率.另外,抽水效率沿着叶高方向是增加的.     

缝隙宽度对汽轮机空心静叶去水效率影响的实验研究

为了防止或减轻汽轮机末级动叶片的严重水蚀,利用空气－水膜两相流动实验装置,在不同条件下对平板空心叶片上的去湿缝隙宽度与去水效率的关系进行了大量的实验研究,得到了缝隙宽度与去水效率的关系曲线。     

空心静叶汽膜孔排吹扫除湿的数值研究

为了降低蒸汽轮机末级叶片表面的蒸汽凝结和水滴沉积、抑制水膜形成,通过借鉴燃气轮机气膜冷却思想提出在汽轮机空心静叶表面设置离散的汽膜孔排进行吹扫除湿,使用ANSYS-CFX软件求解了三维定常黏性雷诺时均N-S方程,采用k-ω湍流模型及壁面函数法数值研究了孔排吹扫除湿性能及其对叶栅主流场的影响。结果表明:当吹汽比小于1.0%时,静叶表面能够形成良好的热汽膜层,叶片表面湿度降低明显且对主流影响较小;随着吹汽比的增大和吹扫温度的提高,叶栅出口的平均湿度降低,主流的流动效率急剧降低。综合考虑叶片表面湿度和主流的流动效率,在所提除湿结构和0.5%~1.0%吹汽比下除湿效果最好。该结果为开发汽轮机新型高效的除湿方式提供了有益的探索。     

双抽吸缝除湿方法的数值研究

采用两相流模型对开双抽缝除湿槽的某末级中空静叶片进行了数值模拟研究。根据除湿机理设计了两种双抽吸缝结构,数值模拟了采用双抽吸缝结构一级蒸汽透平叶栅流场。比较了两种双抽吸缝方案条件下不同叶高上湿度场和压力场。指出应该将除湿效果和对蒸汽流场的影响进行同步评估,方案A(缝宽3.5 mm)具有较好的处理蒸汽和水膜的能力,其除湿效果要优于方案B(缝宽5 mm)。     

跨音速涡轮平面叶栅气动性能试验研究

为研究某型涡轮叶片根部截面的平面叶栅在不同攻角和不同马赫数下的气动性能,采用风洞吹风试验对叶栅总损失特性、出口能量损失分布、叶片表面和壁面压力与马赫数分布等气动参数变化情况进行分析.结果表明,叶栅所采用的叶型具有较为明显的后部加载特性,叶栅能量损失在较宽攻角范围内保持较低水平,且随着出口等熵马赫数的变化呈现先减小后增大的变化规律.     

跨声速压气机叶栅性能提升及流场调控的端壁附面层抽吸方案

针对跨声速叶栅吹风试验中叶栅流动与二维流动不一致的问题,以某F级重型燃气轮机的跨声速叶栅为研究对象,提出一种槽宽为5 mm的抽吸槽,采用不同端壁抽吸位置、抽吸流量的附面层抽吸方案,通过数值模拟探究各方案对跨声速叶栅气动性能及流场结构的影响规律,分析比较各方案对角区分离的控制效果。仿真结果表明：端壁抽吸能够有效吸除通道内大量的低能流体,抽吸后叶栅总体的总压损失系数降低、静压比提高、轴向密流比(AVDR,设为A_VDR)被控制在1附近,出口流道内高损耗区（总压损失ω>0.2）显著减小;角区分离得到有效控制,角涡以及集中脱落涡的影响被削弱,流道通流面积增大,流场品质得到改善;通过对比不同抽吸位置的抽吸方案发现,靠近尾缘,距叶片前缘60%轴向弦长的抽吸槽方案气动性能最佳,抽吸后静压比增大14.4%,流场二维性最好,角区分离最弱;抽吸后,叶栅激波强度在近端壁区增大,尾迹整体范围减小,三维效应被削弱,增压能力得到增强;通过对比不同抽吸流量的抽吸方案发现,当抽吸流量较大时,叶栅的A_VDR能够维持在1附近、静压比较大,而出气角以及总压损失系数变化较小,同时角区分离较弱。因此,在跨声速叶栅中,沿弦向且靠近尾缘的抽吸方案在较大抽吸流量下能够对流场进行调控,叶栅的气动性能提升,角区分离得到控制,叶栅流动与二维流动较为一致。     

缝隙吹扫对静叶出口二次水滴直径影响的试验研究

在缝隙热气流吹扫条件下,利用Malvern粒度分析仪对空心静叶尾迹区的二次水滴直径及直径分布进行了测量.实验参数如下:进口空气湿度为7.94%,出口气流速度为170 m/s,缝隙宽度为1.0 mm,缝隙角度为45°,吹扫气流温度比主气流温度高50℃,缝隙位置分别位于静叶的内弧和背弧.试验结果表明:缝隙吹扫可以使静叶尾迹区的二次水滴的最小直径和最大直径都有所减小,Sauter平均直径减小33.4%,且水滴直径分布范围变窄;吹扫压差越大,二次水滴的直径就越小,直径分布也越窄,有利于减轻或防止动叶的水蚀;静叶背弧上缝隙吹扫的去水效果优于内弧上缝隙吹扫的去水效果.     

吸力面开槽抽吸对跨声速压气机扇形静子叶栅性能影响的数值研究

为探究附面层抽吸对跨声速压气机的气动性能及其流场结构的影响,以跨声速压气机的静子叶片为研究对象,通过数值模拟计算方法对压气机静叶吸力面开设抽吸槽进行相关研究.对比原型叶栅以及各抽吸方案可以发现:吸力面抽吸对抑制上角区分离效果明显,在降低损失的同时略微提高了扩压能力;当抽吸槽开设在靠近分离涡核心附近时,对角区的抑制最佳,而叶栅整体的总压损失降低了16.68%.利用进口导叶替代动叶营造近失速工况,在后续实验研究中,可以摆脱整级试验台高成本以及恶劣工况下的危险性等不利因素.     

预制UHPC-NC板组合湿接缝抗弯性能试验研究

针对沿海浪溅区UHPC-NC组合板桥梁湿接缝薄弱问题,设计并制作了两块不同构造的组合接缝板（菱形企口接缝JF-L与倒T形接缝JF-T）,开展了受弯性能试验并进行界面应力分析,得到组合板湿接缝从开裂到破坏的全过程力学响应,并根据本文试验和文献统计数据,推导了UHPC-UHPC接缝界面开裂荷载计算公式. 结果表明：两块接缝板均发生弯剪破坏,由于接缝界面存在加密钢筋,剪跨段存在纵筋配筋率变化截面,钢筋在该变化截面拉断;两块组合接缝板开裂荷载和极限破坏荷载基本相同,抗裂性能由接缝界面性能控制,不同构造对湿接缝的抗弯性能影响不大;JF-L与JF-T试件的名义开裂应力分别为4.71 MPa和4.74 MPa,满足沿海浪溅区桥梁正常使用要求;JF-L试件裂缝数量更多,但裂缝发展速度较慢,JF-T试件UHPC-NC界面未开裂,具有更高的延性和抗裂性能. 提出UHPC湿接缝开裂荷载计算公式并与本文和相关文献试验结果进行对比,验证其适用性. 实际工程中,推荐采用更方便预制和施工的菱形企口湿接缝构造形式.     

静叶角度联调对多级轴流压气机性能的影响

为研究可调静叶对多级压气机性能的影响,通过数值模拟和试验的方法,研究了静叶角度联调对压气机总性能和级间特性匹配的影响。结果表明：设计转速下,前面级可调叶片角度打开可以使得整台压气机流通能力增加,打开3°,流量增加约5%,效率降低0.5%～0.7%;关闭3°,流量减少约6%,但是效率提升约0.2%。多级轴流压气机角度联调主要改变了前面级的特性线,后面级特性线不发生变化,整机的流量增加,压比提高主要由前面级特性变化导致。随着角度逐渐打开,叶尖、叶中区域激波强度逐渐增强,叶中区域的激波位置由叶片前缘推到更上游位置。     

蒸发式乏汽凝汽器换热性能的实验研究

建立了蒸发式乏汽凝汽器性能测试平台,研究了喷淋水量及管间风速对蒸发式乏汽凝汽器换热性能的影响,结果表明喷淋水量存在最佳范围为0.4~0.5 L·m-2·s-1,且在实验研究范围内,凝汽器换热性能随管间风速的增大而增强.并在选定的喷淋水量和管间风速条件下研究了管内蒸汽通量对蒸发式乏汽凝汽器换热性能的影响.     

湿式催化氧化法深度处理垃圾渗滤液的试验研究

垃圾渗滤液经膜生物反应器（MBR）处理后,COD含量仍很高,浓度甚至高达几万毫克/升,为实现其达标排放还需进行以物理化学方法为主的深度处理。文章采用湿式催化过氧化氢氧化法对某垃圾渗滤液MBR出水进行处理研究。制备了CuO-CeO2系列催化剂,并添加助剂ZrO2和Al2O3,研究其对垃圾渗滤液中COD的去除效果。试验结果表明,制备方法和助剂对催化剂活性影响较大,其中共沉淀法制备的CuO-CeO2-Al2O3催化剂催化效果较好,在10mL垃圾渗滤液中,当氧化剂用量为8mL、催化剂的投加量为0.60g、反应温度为80℃时,垃圾渗滤液中COD去除率达82.46%。     

超音速汽液两相流升压装置用于供暖系统的性能改进研究

根据不同地区供暖系统对供回水温差的要求绘制出了最小供回水温差曲线,发现随着室外计算温度的升高,供回水最小温差由6 37℃逐渐增大至14 13℃;某一确定地区供暖系统供回水温差随着室外温度的升高而降低.当现有超音速汽液两相流升压装置应用于供暖系统时,针对其存在不能满足整个供暖期供回水温差要求的问题,提出了采用两级进水对现有升压装置进行性能改进,根据质量、动量和能量守恒方程建立了其升压、加热性能计算数学模型,计算并分析了其用于供暖系统的性能.研究与计算结果表明:当进汽压力在0 3～0 6MPa之间变化时,两级进水超音速汽液两相流升压装置的供水压力高于0 4MPa,供回水温差在14～25℃之间,满足供暖系统的要求.     

浅析汽轮机水冲击的形成和对策

针对汽轮机工作的原理，介绍了汽轮机水冲击的形成和危害，分析了水冲击形成的主要原因，并提出在工业生产实践中水冲击事故的特征和预防措施。     

滑片膨胀机基本特性的试验研究

利用自行建立的膨胀机性能试验台,不仅实测了滑片膨胀机在不同工况下的性能指标,还利用配置的动态压力测量系统,测得了表示其工作过程的指示图．经过对滑片膨胀机基本特性的研究,搞清了一些主要的运行参数对其性能的影响,为进一步设计和应用这种膨胀机奠定了基础．     

湿蒸汽中水粒子群激光散射的相函数计算

针对汽轮机低压汽缸排汽处于湿蒸汽状态下,等温线和等压线重合而无法测量确定焓值的情况,利用M ie电磁波散射理论计算出了激光散射的相函数。同时,计算了复折射率虚实部以及偏差对相函数的影响。通过光电探测技术和相函数的反演拟合,可确定出凝结水粒子分布函数和最可几半径、平均半径以及最大半径,积分后可以计算出液态水的含量。气相部分通过压力和温度的测量和理想气体状态方程计算出干蒸汽密度,从而计算出湿蒸汽的干度。     

新型淹没式传感器在常规浊度水中的实验研究

介绍一种新型的淹没式透光率脉动传感器，并以常规浊度水为研究对象，对该传感器的各项性能进行实验研究，结果表明该传感器具有良好的灵敏性、稳定性和回归性，有望解决管型引水式传感器在实际应用中存在的取样管堵塞、流量不稳定以及絮凝粒子易破碎等现象。