西安交通大学能源与动力工程学院叶轮机械研究所
- 作品数：488 被引量：2,079H指数：22
- 相关作者：李志刚孙弼向一敏刘仪张元桥更多>>
- 相关机构：上海交通大学机械与动力工程学院江西理工大学机电工程学院浙江大学航空航天学院力学系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理理学航空宇航科学技术机械工程更多>>
- 变截面支撑板提升燃气轮机排气扩压器气动性能的研究
- 2023年
- 为提升燃气轮机排气扩压器的气动性能,文章设计了一种变截面弯扭锥形支撑板。采用数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)的方法在两种进气旋流角条件下对比分析了原始结构支撑板和变截面弯扭锥形支撑板对排气扩压器气动性能的影响。研究表明:进气旋流角为16°和28°时,与原始结构支撑板相比,变截面弯扭锥形支撑板一方面通过其后掠锥形设计使得气流对支撑板前缘的冲击沿轴向逐渐发生,另一方面通过前缘的弯度设计减小了相对进气攻角,使得排气扩压器内流动分离减弱,进而减小排气扩压器的总压损失系数。进气旋流角为28°时,变截面支撑板还可以显著增加排气扩压器的动压转化系数。变截面支撑板在进气旋流角分别为16°和28°时使得排气扩压器的静压恢复系数相对提升4.8%和30%。所提出的变截面弯扭锥形支撑板有效提升了排气扩压器的静压恢复性能。
- 陈国庆董雨轩李志刚李军
- 关键词：排气扩压器气动性能数值模拟
- 汽轮机低压进汽结构气动性能分析与优化设计被引量：5
- 2017年
- 为设计高性能汽轮机低压进汽系统,采用数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程的方法研究了耦合低压第1级的低压进汽结构的气动性能,并对无叶通道进行了优化设计,同时考虑了不同蒸汽调节阀偏心度对低压进汽系统通流能力的影响。结果表明:原始低压进汽结构会造成较大跨度的静叶进汽攻角和较大的进汽不均匀度,最大汽流角分布在蜗壳的左右两侧;优化的策略在于增大进汽弯管的出流面积和倾角,通过减小滞止涡来减小汽流角跨度并降低进汽不均匀度,这样可以有效地改善第1级静叶进口的汽流组织情况;随着调节阀门偏心度的增加,蒸汽阀通流能力增大,且总压损失降低。研究工作为高性能汽轮机通流设计提供了技术支撑。
- 邵卫东吴方松李伯武尹刚张元林宋立明李军
- 关键词：汽轮机气动性能优化设计
- 超临界二氧化碳动力循环系统及关键部件研究进展被引量：18
- 2016年
- 超临界二氧化碳(SCO_2)动力循环系统具有结构紧凑、成本低、效率高等优点,被认为是新兴能源领域最具应用前景的能量转换系统之一。SCO_2在近临界点附近具有相对大热容量和高密度的特性,可以降低压缩机的耗功;同时透平进口温度相对较低,减少了对换热、冷却及膨胀相变等问题的考虑。但由于工质的物性在近临界点呈现出强烈的非常规性和未知性,从而增加了SCO_2近临界点压缩过程研究等关键技术的难度。结合作者近年相关研究工作,综述了SCO_2循环系统动力部件的研究现状及有关进展,在总结其工作原理的基础上,介绍了工质在超临界工作条件下的特点,着重讨论了SCO_2动力部件设计及数值分析的方法和难点,探讨了动力部件及系统的试验研究方案,指出了未来需要进一步开展的工作。
- 丰镇平赵航张汉桢邓清华
- 关键词：设计方法
- 基于神经网络的平板气膜孔冷却性能分析及优化研究
- 气膜冷却是燃气透平叶片的一种重要的冷却方式。本文针对圆柱形气膜孔在平板模型上进行了冷却性能的分析和优化研究。利用三维CFD数值方法分析了各几何结构参数对圆柱形气膜孔冷却性能的影响,包括气膜孔长度、射流角和复合角,并在此基...
- 刘战胜杨星邵帅刘钊丰镇平
- 关键词：气膜冷却性能分析神经网络
- 文献传递
- 透平级气动及运行参数对轮缘密封封严性能影响的数值研究被引量：4
- 2017年
- 以燃气轮机中常用的径向轮缘密封为研究对象,系统深入地研究了透平级压比、转速等参数的改变对轮缘密封封严性能的影响规律。通过求解三维RANS方程组和SST湍流模型,在基于添加示踪流体湍流输运附加变量控制方程的基础上,首先计算得到了4种透平进出口压比、4种透平级转速工况条件下的典型径向轮缘密封的封严效率;其次,对比了不同动静叶片周向相对位置对轮缘密封封严性能的影响。研究结果表明:当透平级压比和转速变化时,将通过影响动叶前缘压力势场分布来影响轮缘密封封严性能;随着压比的增加,周向压力不均匀程度变大,封严效率降低,入侵强度明显强化;当转速由小到大变化时,周向压力不均匀程度得以改善,因此轮缘密封的封严效率得以提高;动静叶相对位置变化会引起静叶尾迹与动叶前缘势场的相对干涉,导致轮缘密封封严效率出现变化,随着动叶的旋转,盘内的入侵流呈现出周期性的强化与减弱。
- 高庆廖高良张永海余小兵高登攀刘安居文平李军
- 关键词：透平级数值模拟
- 喷嘴周向位置和旋流腔拔模斜度对旋流冷却的影响被引量：1
- 2018年
- 为了研究喷嘴周向位置及旋流腔拔模斜度对旋流冷却流动和传热特性的影响,探究综合性能更为优良的冷却结构,建立了适用于叶片前缘的旋流冷却模型。在验证了湍流模型的前提下,采用CFD方法对不同模型的流动换热特性进行了对比分析。结果表明:冷气从进口射入旋流腔,形成高速旋转运动;冷气的三维流线沿轴向先径向收缩后径向扩张。喷嘴周向位置改变时,高速旋流区和低速旋流区的相对位置改变,并且高Nu区域的周向位置改变。对于叶根进气的情况,拔模斜度增大时,高速旋流区面积增加,低速旋流区面积减小,并且压力系数减小;当拔模斜度为正值时,压力系数沿轴向降低;拔模斜度为负值时,压力系数沿轴向升高,高Nu区域面积随着拔模斜度的增加而增加。叶根进气时,以拔模斜度为-1°时为参考值,拔模斜度增大至1°时,换热强度提高了9.1%,靶面传热量增加了8.4%,摩擦因数减小了4.1%,综合换热因数提升了8.8%。本文研究分析了不同几何参数下的旋流冷却流动和换热特性,以期为实际叶片前缘冷却结构的设计提供一定的理论参考。
- 王杰枫杜长河吴凡范小军范小军
- 基于Spalart-Allmaras模型的全湍流伴随系统研究
- 本文推导了基于控制理论的透平叶栅全湍流连续伴随优化设计系统。采用网格节点位置坐标变分结合通量雅克比矩阵技术处理RANS方程,充分考虑了湍流粘性变分对伴随系统的影响。同时该方法简化了伴随系统表达式,节约了计算资源。本文耦合...
- 张鹏飞丰镇平
- 关键词：优化设计
- 文献传递
- 一种新的高效高精度隐式矢通量差分方法
- 1996年
- 现代流体机械都向着高效率方向发展,航空发动机、工业燃气轮机、蒸汽轮机等现代原动机还不断提高功率,因而必然会对其通流部分的设计提出更高的要求。而其内部流动结构极为复杂,有二次流、边界层的发展转捩现象、分离、再附以及级间的干涉等等,现代叶栅还有部分工作在亚音、部分工作在超音的跨音流动状态。因此对流场的研究、设计应从两方面着手,一是粘性绕流问题;另一是内部的跨音流动。
- 刘仪刘斌
- 关键词：隐格式矢通量分裂N-S方程流体机械
- 汽轮机中湿汽损失的定量计算被引量：9
- 2014年
- 为了提高湿汽损失的计算精度,在湿蒸汽非平衡凝结流动计算结果的基础上,采用Fortran语言发展了湿汽损失的定量计算程序,即利用多级透平内湿蒸汽非平衡凝结流动的三维计算方法获得各透平级的气动参数和一次水滴的三维分布,再对三维计算结果进行周向平均,从而获得了圆柱坐标系下子午面内的流场参数,并以此为基础进行湿汽损失的定量计算。对某核电汽轮机低压缸中的湿汽损失进行了分析,结果表明:湿汽损失中热力学损失主要产生于发生非平衡凝结的中间级和末级;水滴阻力损失在末级中较大,其余各级中较小;制动损失沿着流动方向逐级增加,是湿汽损失最主要的组成部分;疏水损失及离心损失在湿汽损失中所占比例较小;总的湿汽损失占该核电汽轮机低压缸总功率的3.1%。与Baumann公式3.9%的计算结果相比,该定量计算得到的湿汽损失更小,定量计算方法可为核电汽轮机的设计和优化提供参考。
- 李瑜宁德亮李亮李军
- 关键词：汽轮机
- 非平衡凝结流线曲率法通流程序开发及应用
- 2012年
- 在湿蒸汽汽轮机设计中评估湿蒸汽偏离热力学平衡态的程度及其对透平级几何、气动参数设计的影响具有重要意义。本文发展了湿蒸汽非平衡凝结流动的流线曲率法通流设计程序,对某300 MW汽轮机低压缸六级透平内的流动进行了分析,并与平衡凝结流动流线曲率法程序的计算结果进行了对比。结果表明:与平衡凝结流动相比,非平衡凝结流动中叶栅后的压力、出口汽流角、湿度以及级的反动度和效率发生了明显变化,非平衡凝结流动的效率降低2 08%,功率降低1.05 MW。本文发展的非平衡凝结流动流线曲率法通流设计程序为我国大功率火电汽轮机低压缸和核电汽轮机的通流设计提供了工具。
- 柴秀妮李亮陈群飞丰镇平
- 关键词：湿蒸汽流线曲率法通流设计
