湿蒸汽条件下空心静叶缝隙抽吸性能的试验研究

为获得湿蒸汽流动条件下空心静叶缝隙除湿结构的设计依据,利用湿蒸汽试验平台、在与实际空心静叶工作湿度一致的条件下,对8组不同缝隙位置、形状和宽度的空心静叶进行了缝隙抽吸水膜性能的试验研究。结果表明:缝隙抽吸水膜的特性受到气流马赫数和抽吸差压的综合作用,当抽吸差压增大到一定程度时,缝隙尖角处发生水膜汽化是导致抽吸性能下降的重要因素;吸力面缝隙位置从0.24倍叶宽变化到0.42倍叶宽时,缝隙抽吸的水量持续增加;与平直缝隙相比,带台阶过渡的缝隙抽吸性能未提高,反而在马赫数大于0.7时出现显著下降,原因是引起水膜汽化的尖角数目增加;带圆角过渡的缝隙能有效消除水膜汽化,提高缝隙抽吸水膜的性能;0.35mm宽度的缝隙易于使水膜跨过缝隙,2mm宽度的缝隙不能形成有效的抽吸差压,且均导致缝隙抽吸性能降低;0.7mm和1mm宽度的缝隙均具有良好的抽吸性能,1mm宽度的缝隙受水膜汽化的影响更小。     

汽轮机高压冷却蒸汽对中压缸转子的冷却效果研究

为分析大功率汽轮机高压冷却蒸汽对中压缸转子的冷却效果,采用CFD和共轭换热(CHT)方法,对600MW汽轮机中压缸前两级内部流动及换热进行了分析,研究了高压冷却蒸汽对中压缸前两级转子轮缘及叶根的冷却效果及其对近根部流动特性的影响.结果表明,高压缸冷却蒸汽以级效率降低为代价,有效地实现对中压缸转子的冷却功能,使中压缸前两级转子轮缘最高温度分别比主叶片体温度显著降低.     

空心静叶蒸汽加热除湿传热特性的研究

针对空心静叶蒸汽加热除湿过程中加热蒸汽侧凝结换热、叶片固壁热传导以及主流蒸汽侧沸腾换热的传热特性,开展了平板蒸汽加热除湿实验和一维理论分析。研究了主流蒸汽马赫数和加热温差对传热特性的影响,并基于实验数据拟合了蒸汽加热除湿过程的综合传热系数关联式。研究结果表明,一维理论分析得到的综合传热系数与实验值偏差小于10%,可用于汽轮机空心静叶蒸汽加热除湿的方案设计中。主流蒸汽马赫数的增大有利于叶片外表面的水膜蒸发,从而增大主蒸汽侧的沸腾换热传热系数,马赫数为0.28、0.31时,主流蒸汽沸腾换热的热阻最大;马赫数为0.42时,固壁导热过程的热阻最大。主流马赫数是影响综合传热系数的主要因素,加热温差的影响很小,马赫数为0.42时的综合传热系数达到马赫数为0.28、0.31时的2倍左右。     

流动管道内噪声源辐射声场数值预估

流动管道内噪声源辐射声场问题难度很大。该文给出了经实验考核的流动管道内声源辐射声场数值预估方法,并给出了圆管外声压级指向性系数图。利用这些图和简单公式,通过测量管外一点的声压级就可确定管内声源声功率。该文数值方法采用线化Euler方程,四阶MacCormack差分格式和Tam与Webb的无反射边界条件数值预估有流动的圆管出口辐射声场,并用声强扫描仪和声级计在半消声室中测量了管内声功率及管外声压分布,数值计算和实验所得声压指向性系数符合良好,最大误差小于1dB。     

低压排汽缸气动优化设计

结合三阶贝齐尔曲线参数化方法、静压恢复系数评价方法、拉丁立方试验设计、三阶响应面近似模型及Hooke-Jeeves直接搜索算法的组合优化策略,基于iSight优化软件平台,建立了排汽缸外导流环优化设计系统。以静压恢复系数最大为目标完成了单独排汽缸优化设计,采用数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程的方法验证了耦合低压末级和排汽缸结构的排汽缸优化设计系统的有效性。结果表明,基于优化设计系统进行的优化设计,使得排汽缸静压恢复系数相对于初始排汽缸提高了61.1%,排汽缸蜗壳内的静压损失明显减小,从而验证了排汽缸优化设计的有效性和耦合低压末级对排汽缸气动性能分析的必要性。