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《大连理工大学》 2012年
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工业汽轮机低压排汽缸气动性能数值计算及改型优化

初鹏  
【摘要】:凝汽式汽轮机中排汽缸是连接末级动叶和凝汽器的重要部件,其作用是将末级动叶出口的余速动能回收为压力能,同时将湿蒸汽导流到凝汽器中。排汽缸气动性能直接影响到末级叶栅出口背压和凝汽器入口汽流的均匀程度,进而影响到整个汽轮机组的热效率。本文以杭州汽轮机股份有限公司工业汽轮机用的向下排汽方式的排汽缸和轴流排汽缸为研究对象,运用数值模拟的方法研究排汽缸内部流动,分析排汽缸内部流场,同时对轴流排汽缸进行优化改型。 对于向下排汽方式的排汽缸。对不同进口轴向速度分布排汽缸进行单独数值模拟,对低压级联合排汽缸进行数值模拟,在联合数值模拟的基础上对排汽缸变工况性能进行分析。结果表明:排汽缸内存在复杂的涡系,这些涡系是排汽缸内损失主要来源,不同进口条件使得排汽缸内涡系结构不同;末级次末级联合排汽缸数值模拟与末级联合排汽缸数值模拟排汽缸气动性能有一定的差别,末级次末级联合排汽缸进行数值模拟更能反映排汽缸内真实流动;动叶转速对排汽缸性能有大的影响,大的进口旋流有利于提高排汽缸的性能;数值计算准确预测了排汽缸变工况性能的趋势。 对于轴流排汽缸。分别对低压级组,均匀进口排汽缸单独,给定进口速度分布排汽缸单独,低压级组联合排汽缸进行数值模拟,在联合数值模拟的基础上对轴流排汽缸进行优化改型工作。结果表明:几种计算方法得到的排汽缸性能有较大的差别;排汽缸使得末级动叶出口流场不均匀,叶片扭矩,叶栅通道流量也呈现不均匀,且距离排汽缸越近不均匀程度越高;由内部流场看出排汽缸内壁和轴承盖板处流动发生分离产生漩涡,通过更改排汽缸内壁起始角和轴承盖板起始角度使得排汽缸静压恢复系数提高40.68%,总压损失系数减少31.43%,出口不均匀度减小;更改通油管道的截面形状使得静压恢复系数略有提到,总压损失系数减少2.2%。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TK262

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【参考文献】
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