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《清华大学》 2015年
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汽轮机内迷宫密封的动力特性计算与分析

李耕耘  
【摘要】:随着大型汽轮机的负荷和参数的不断提高,汽轮机内密封系统的气流激振问题变得越来越突出,其主要的表征参数为交叉刚度和主阻尼。本文通过Solid Works、ICEM和CFX等软件对汽轮机中各种迷宫密封结构进行建模、网格划分及数值计算,以获得转子-密封系统的交叉刚度和主阻尼,从而衡量不同密封系统的稳定性能。本文的研究对象主要有轴封、隔板密封和围带密封。为了确定高转速下,系统交叉刚度的特点,本文先对Childs直通式迷宫密封模型和其高低齿式迷宫密封改型以及Pugachev高低齿式迷宫密封进行模拟,发现随着转速的增加,各个预旋工况下系统的交叉刚度逐渐降低,在正常转速下,0预旋工况的系统的交叉刚度的绝对值接近为0,系统的稳定性相对较高。在此观点的指导下,验证了轴封、隔板密封和围带密封等结构,通过进行零预旋控制,可以获得更高的稳定性能。此外,在对现有的整体平衡交叉刚度以提高系统稳定性方法研究中,发现所需的负交叉刚度可以由轴封提供。之后,在对围带密封进行研究的过程中发现,在0预旋下,后斜坡结构系统的交叉刚度的绝对值降低,主阻尼大幅增加,系统的稳定性可以有进一步的提升。为了验证改进结构的可靠性,本文又对Pugachev结构进行相应的探讨,确定在不同压比、密度、转速情况下,后斜坡结构均可提高系统的主阻尼,从而在控制预旋的前提下,提高系统的稳定性。综上所述,本文主要对两种实验密封结构和实际汽轮机中的轴封、隔板密封和围带密封进行计算分析,并对实际汽轮机中的密封结构进行改进。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TK261

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