一、汽轮机排汽缸模型的数值模拟与结果分析（论文文献综述）
王玉亭,陈彦奇,徐钢,陈衡[1]（2021）在《大型燃煤电站汽轮机排汽通道结构优化研究》文中指出针对河北某电厂600 MW湿冷机组,运用ANSYS Fluent软件对汽轮机排汽通道流场进行数值模拟。研究发现:在原设计下,由于排汽缸轴向排汽及凝汽器接颈存在扩散角,排汽通道内出现了较大的低速漩涡区域,对凝汽器换热性能具有负面作用,而给水泵汽轮机排汽对低速漩涡区域具有一定的补充作用,能够一定程度上改善流场。针对这种现象,通过设计导流结构,对排汽通道流场进行了优化,结果表明:经过流场优化后,机组排汽在主凝结区最上层管束平面处的流速均匀性得到了显着提升,从而有利于提高凝汽器换热系数、降低机组背压、提升机组发电效率。
徐美超[2]（2021）在《小容积流量下汽轮机末级叶片动力特性研究》文中提出随着我国新能源发电的迅猛发展,新能源消纳与并网成为难题。为了进一步消纳风能太阳能等可再生能源发电,减少弃风弃光率,火电机组将长期承担深度调峰任务。当汽轮机组工作在低负荷工况下,由于进汽质量流量的减少,汽轮机的最末级会出现蒸汽的体积小于通流结构的几何体积,蒸汽无法充满流道并在流道中形成涡系的工况,称为小容积流量工况。涡系使流场环境变得复杂,导致叶片承受较高的作用力,容易发生断裂事故。小容积流量下汽轮机末级叶片的安全运行是汽轮机深度调峰的关键问题之一,对其动力特性的研究具有重要意义。首先,考虑蒸汽在汽轮机末级为湿蒸汽两相流,采用欧拉-欧拉法对小容积流量下汽轮机末级的三维非平衡凝结流动进行了数值模拟,得到末级流场存在由回流涡、分离涡、动静间隙涡组成的涡系。流量减小过程中,在动叶压力面首先出现由负攻角形成的分离涡,分离涡首先形成的位置是40%相对叶高而不是叶顶。而后在动叶根部出现逆压区,形成回流涡。最后在静叶出口顶端形成动静间隙涡,流场中动静间隙涡处的温度最高。低于10%THA工况下,由于蒸汽在静叶和动叶中沿叶高方向的流动具有膨胀-压缩,压缩-压缩,压缩-膨胀的特点,导致无量纲参数反动度已无法反映级内蒸汽的膨胀特性。通过对速度三角形的分析,得到5%THA工况下,动静间隙涡的速度大于叶顶的圆周线速度。根据对流场的计算得到小容积流量下的排汽温度,对排汽温度超温的工况进行排汽通道喷水减温数值模拟,并研究了喷水减温对末级流场的影响。采用欧拉-拉格朗日质子追踪法对排汽通道内喷水减温的传热传质特性进行了数值计算。低压通道的流场具有蒸汽与减温水温差小、蒸汽流动速度快的特点,导致减温水的蒸发量极小。不同工况下的喷水量与进口蒸汽质量流量呈负相关关系。喷水减温对末级流场有一定的影响,低压缸喷水减温使末级动叶的压力系数增加,使叶片最高温度降低3-9℃。喷水对动静间隙涡和分离涡的影响不明显,但增加了回流涡的高度和流速。同时,喷水使动叶压比增大,导致动叶消耗的轴功降低。其次,采用流固耦合方法结合循环对称分析和弹塑性分析对小容积流量下末级动叶的强度进行了研究。叶片最大变形量位于叶片前缘80%相对叶高处。入口蒸汽流量减少,最大变形量与最大等效应力均增加。20%-5%THA工况下,喷水减温使最大变形量减小0.47%-7.08%,使吸力面上的最大等效应力减小1.77%-2.94%,使压力面上的最大等效应力减小1.13%-2.65%。以不同工况下叶片的等效应力分布为预应力计算了末级动叶片的固有频率和振型,分析了叶片的前6阶振型和0-3节径的轮盘振型以及不同工况对叶片固有频率的影响。此外喷水减温使叶片的固有频率增加。最后,由于流场涡流的存在使汽轮机末级叶片工作在非定常汽流力和局部高温的条件下,采用双向流固耦合的方法计算汽轮机末级叶片的三维瞬态流场、弹塑性应变场和应力场,并估算不同容积流量工况下末级动叶片的疲劳寿命。在90%相对叶高处,存在动静间隙涡自激的非定常激励。根据叶片表面最大等效应力分布确定了叶片的三个危险点,分别位于压力面叶顶（DP1）、吸力面90%相对叶高处（DP2）和压力面叶根尾缘（DP3）。随着容积流量的减少,危险点的等效应力增加,应变范围增加,寿命减少。10%-5%THA工况下,DP2的应变-寿命最短。DP2的应变振动频率与蒸汽压力的振动频率相一致,证明在疲劳寿命计算中考虑非定常汽流力是必要的。喷水减温使叶片的应变-寿命有所增加。本文为末级叶片在小容积流量下的安全运行提供了理论指导。
盛晓宇[3]（2021）在《基于热-流-固耦合的汽轮机低压外缸力学特性分析》文中认为低压外缸作为汽轮机重要的结构部件之一,在运行中不仅要保证机组的安全稳定,而且对机组的经济性也有较大影响。随着汽轮机组朝着高参数和单机大容量发展,低压外缸的尺寸也随机组蒸汽流量的增加而不断增大,对低压外缸的适应性和结构可靠性提出了更高的要求。同时由于近年来能源结构发生较大的变化,现有大量汽轮机组由于电网调节的要求长期在低负荷下运行,不仅增加了低压外缸内部的流动损失,而且还导致结构力学特性非常复杂,影响了机组的稳定安全运行。如何在保证缸体力学性能的前提下,减小蒸汽流动损失,提高机组热效率及不同工况下运行的稳定性已成为低压外缸优化设计及改造的关键技术。本课题结合德阳市开放式产学研合作专项资金项目-“350MW汽轮机低压外缸结构及通流设计关键技术研发”,探索基于热-流-固耦合的低压外缸力学特性的计算分析方法,较为准确地预测分析低压外缸的流场和结构力学特性,为汽轮机低压外缸通流和结构优化设计奠定一定的技术基础,同时也为分析现有电厂汽轮机低压外缸在运行中出现的变形和振动问题提供技术手段,主要内容及结论如下:（1）研究不同工况参数对低压外缸流动和温度分布的影响。采用数值模拟方法分析低压外缸内部流场和温度场,研究设计工况和小流量高背压工况下外缸内流动能量损耗的影响因素和分布规律。结果表明,在缸体流场中总压从缸体顶部到底部逐渐减小,并伴随着通道涡的生成、成长、溃灭及再生成的过程,缸体内支撑部件增大了流动损失。低压外缸在小流量高背压工况下气动性能显着降低。缸体内蒸汽温度分布较为均匀,内缸温度对蒸汽温度影响较小。（2）研究低压外缸在多场耦合作用下的结构静力学特性数值模拟方法。采用热-流-固耦合方法对低压外缸结构进行静力学分析,得到了低压外缸结构在重力、真空压力和温度载荷下的变形规律。结果表明,低压外缸结构可靠性较高,上半缸结构变形明显大于下半缸。在设计工况下,真空载荷导致低压外缸的变形较为明显;在小流量高背压工况下,蒸汽温度是缸体变形的主要因素。（3）在热-流-固耦合作用下对低压外缸结构进行动力学分析,掌握低压外缸的振动特性。结果表明,在不考虑支撑系统阻尼的前提下,350MW汽轮机的低压外缸的固有频率与机组工作频率相近,上半缸斜筋板处和下半缸支撑板振动较为明显。在设计工况下,低压外缸轴承座上的振动变形较小,振型主要以水平方向摆动为主;在小流量高背压工况下,轴承座处振动明显增大,会对机组正常运行产生影响,所以在该机组改造过程中对低压外缸需要进一步优化。本文通过对低压外缸在热-流-固耦合作用下的力学特性分析,能够较为准确的反映低压外缸在不同工况下的力学性能变化,可用于指导低压外缸结构设计和机组优化改造,具有一定的工程应用价值。
马晓飞,刘盼年,杨雄民,张军辉,冯照和[4]（2021）在《工业汽轮机大型排汽缸气动分析与结构优化》文中进行了进一步梳理为了改善工业汽轮机排汽缸气动性能,降低流动损失,采用数值模拟方法对一种大型工业汽轮机排汽缸的气动特性与流场结构进行了计算与分析。揭示了造成工业汽轮机排汽缸气动损失的重要方面,同时提出了针对排汽缸重要结构参数的多种优化方案,并进行详细计算与分析。针对每种优化方案,阐明了优化机理与工业汽轮机排汽缸本身的优化局限性。研究结果表明:对工业汽轮机排汽缸的重要结构参数优化可以显着提高排汽缸的气动性能,改善流场。
赵佳诣[5]（2020）在《汽轮机低压缸进气结构气动性能及流动特性的研究》文中进行了进一步梳理汽轮机是重要的原动机之一,它不仅应用于压缩机、泵和高炉风机等旋转设备,它更与锅炉、发电机构成了火力发电的三大主体,源源不断的为工业生产、社会生活提供电力供应。在实际工作运行时,其内部气流流量将随着电网负荷的变化而发生增减。进气结构作为将上游来流气体合理的布置在全周压力级进口的关键环节,其内部流动情况不仅对其自身气动性能产生影响,更会对其上游汽缸内的焓降,及其下游汽缸内压力级效率等气动参数造成影响。为了探究某型由蜗壳腔体、横置导叶和出口导流三部分组成的汽轮机低压缸进气结构的变流量工况气动性能及其流动特性,本文采用全三维数值模拟的方法对其流场进行研究,且通过实验研究,并将实验数据与数值结果进行对比,以验证数值方法的可靠性。此外,研究了一种新型环形空腔出口导流形式,并将其与传统轴向分流形式进行对比。结果表明,进气结构及其各部分的流动损失均随着流量的增加而上升,且流量越大增加速度越快。蜗壳腔体出口流场总压损失分布沿周向并不均匀,并传递至整个进气结构的出口。位于不同周向位置横置导叶通道内的中径及近壁面附近流动情况不同,这主要是由于上游蜗壳出口处气流角沿周向产生剧烈波动所致,但经过横置导叶的导流作用后,在其出口形成了沿周向基本一致的气流角。两种出口导流形式流动损失并无明显区别,但环形空腔结构相较于轴向分流结构会在出口形成了均匀性更好的流场,其中,气流角均匀性的优化主要体现在径向方向。分析进气结构内的流动特性,蜗壳腔体内的流动主要呈现出由外向内的正压力梯度平衡离心力的流动特点,且能基本维持周向流动。通过分析二次流涡量,发现在蜗壳腔体上部和下部各存在一个对涡,随着流动的发展,其发生了由产生、发展,再到消失的过程,该过程造成了对附近近壁面低能流体的不断卷吸和汇聚,因此引起较大流动损失,这也是在蜗壳腔体出口总压损失系数沿周向不均匀的主要原因。在横置导叶流道内,由于径向压力梯度在流动中占据主导,一定程度上抵消了叶片间的横向压力梯度,未在流道中卷吸起通道涡,因此在横置导叶通道中主要存在的涡结构是马蹄涡压力面分支和马蹄涡吸力面分支,且由于蜗壳腔体出口气流角存在差异,导致不同周向位置的导叶通道内马蹄涡两个分支的发展趋势产生差异。在两种出口导流形式中,径向流动被转化为轴向流动,且均在90°转折处出现旋涡,不同点是在环形空腔形式中,除大部分沿轴向流出外,存在小部分流体进入空腔中,并形成封闭区域。
常倩倩[6]（2020）在《船用推进汽轮机高低压缸功率分配研究》文中进行了进一步梳理船舶蒸汽动力装置具有单机功率大、寿命长、可靠性高及操纵方便等诸多优势,在研发设计中,科研人员不仅关注汽轮机的全速工况下的指标参数,还关注其低速工况下的运行情况。本课题以船用双缸汽轮机在低速工况时的高低压缸输出功率占比为目标,研究如何使功率比在低速工况下得以重新分配的问题。本文的研究内容主要分为以下三个方面:首先,对目标汽轮机的基本结构、运行特性及主要设计参数进行初步的叙述和分析,并对高低压缸通流级数调整、低压设置部分进汽级、调整配汽规律、自高压缸抽汽补入低压缸、系统废汽补入低压缸这5种方案分别进行了说明和一维热力计算,通过计算结果对比分析各个方案的优劣及对船用推进汽轮机组或主动力系统的影响,分析结果表明:各方案都存在其优缺点,热力上较为理想的方案可能存在结构问题,结构容易实现的方案在热力方面有存在一定局限性。其次,根据一维计算的结果,选择比较容易应用于工程实践的调整配汽设计方案和系统废汽补入低压缸的设计方案进行试验设计及验证,第一种方案共制作了2组试验件凸轮,第二种方案设置了DN100和DN150两种管径的补汽管道。通过对试验结果的分析处理,验证了一维热力设计的可靠性,同时证明了以上两种方案皆具有很强的工程可行性,满足设计要求。最后,本文还提出了一种可以被应用于运行的研究方案——利用“回汽”方式降低低压汽轮机的做功能力,由于该方案无法进行一维的热力计算,故对其进行了三维数值模拟,计算时设置了4个可对比的运行工况。从计算结果来看,这种方法使倒车级消耗了低压汽轮机的输出功,进入倒车级的蒸汽被反向旋转动叶做功。本文通过一维热力计算、整机试验、三维仿真计算,对所提出优化船用推进汽轮机低速工况时高低压缸功率比值的几种方案进行设计、工程可行性验证,若后续国内船用推进双缸汽轮机组在研制设计时有此方面的需求,则本研究可以为相关问题提供有价值的参考依据。
张超,陆晋,李宏福,鲁桂明[7]（2020）在《某新型高效冷凝发电汽轮机排汽缸气动性能研究与结构优化》文中研究说明采用雷诺时均处理的N-S方程和标准k-ε湍流模型,将某新型高效冷凝发电汽轮机低压排汽缸与末级叶栅进行了联合仿真数值模拟研究。计算结果表明:排汽缸中存在以分离涡和通道涡占主导地位的漩涡流,导致气动性能不佳;为了改善扩压能力进而提高其气动性能,采取调整内外导流环扩张角度以及轴向长度等措施对扩压器进行了结构优化,优化后排汽缸出口静压恢复系数从-0.137提升到了0.1617,总压损失系数降低了近18.5%,整机效率提升了近0.5%。
杨晓建[8]（2019）在《叶轮机械内部非定常流动的动态模态分析》文中研究表明叶轮机械是实现机械功与流体能量有效转换的旋转式机械的通称,不但广泛应用于国民经济的各生产部门,而且在航空航天等国防尖端技术领域也有重要的用途。叶轮机械内部的三维复杂流动具有明显的非定常特征,提取叶轮机械内部流场的特征频率及其对应的流动结构,对于分析流动现象、深入理解流动机理乃至保障机组安全高效地运行等都有非常重要的意义。随着计算机性能和计算方法的发展,基于数据驱动的动态模态分解方法（Dynamic mode decomposition,DMD）被应用到流体力学领域。本文将该技术应用在汽轮机末级叶片小流量下的不稳定流动、轴流压气机旋转不稳定性流动以及离心压气机蜗壳在失稳工况下的流动。提取非定常非稳定流动的特征频率及其模态结构,为进一步认识不稳定流动现象提供新的方法。本文主要的研究工作如下:1.应用DMD方法分析在25%和17%质量流量工况下汽轮机末级动叶进口区域流场的动态特征。结果表明,DMD方法能够捕捉到流场中主要的特征频率及对应的扰动结构。其中,在17%质量流量工况下,捕捉到旋转不稳定现象的基本特征,通过DMD模态重构直观地显示了该扰动随时间的变化规律。2.应用DMD方法对轴流转子Rotor35在小流量工况下的流场进行分析,识别到了宽频驼峰结构中不同频率对应的流动模态,及其周向扰动模态数目,直观地再现了扰动在不同轴向位置所表现的周向传播特征。3.应用DMD方法对离心压气机失稳工况下蜗壳内部的流动进行分析,捕捉到了分别与叶轮旋转和失稳相关的特征频率及相应的DMD模态。通过DMD模态重构,直观地显示了该工况下蜗壳内部四点钟区域的类似驻波的扰动结构。4.采用压缩动态模态分解方法（Compressed dynamic mode decomposition,CDMD）来提高对蜗壳三维流场的处理效率,对比了不同压缩率对辨识特征频率和流动模态的影响,对CDMD方法应用过程中压缩率的选取有指导意义。
李昂[9]（2019）在《高背压供热汽轮机低压缸流场性能优化》文中认为热电联产既供热又发电,能够有效地提升能源利用率。传统的采暖方式通常从汽轮机中压缸抽取参数较高的蒸汽加热热网水,从而对热用户供热,但由于汽轮机中压缸抽汽参数较高,存在较大的冷源损失,近年来,为了充分利用汽轮机排汽余热,扩大机组的供热能力,高背压循环水供热技术得到行业的普遍认可。对于湿冷机组,汽轮机的乏汽温度较低,若直接用于加热热网水,无法满足冬季的供热需求,采用高背压供热的方式可以较好的提高汽轮机乏汽参数,从而可以将热网水加热至更高温度。为更好地适应冬季高背压运行工况,通常汽轮机转子采用双转子互换技术。非供热期采用级数较多的低压缸转子以满足较高的发电量,供热期采用级数较少的转子从而满足高背压供热。为减少双转子互换过程中较大的工作量,对低压缸转子进行改进,由非供热期到供热期不再更换转子,只需要供热期在原有转子的基础上去掉末两级,隔板也配合抽掉即可。供热期汽轮机排汽参数升高和汽轮机低压缸结构的变化,导致低压缸内部流场也发生较大的变化。由于拆除叶片后汽轮机低压缸产生较大的空间,在拆除叶片后的空间处容易形成涡流,从而产生较大的能量损失,影响汽轮机低压缸的效率。本论文主要研究了汽轮机低压缸流场在高背压供热前后的变化,并对供热期低压缸流场进行合理的优化设计。论文的主要研究对象是300MW亚临界机组的汽轮机低压缸流场,根据实际模型尺寸采用Solidworks软件建立汽轮机低压缸的实体模型,采用NUMECA对其进行数值模拟,根据高背压供热工况下汽轮机低压缸末级流场的模拟结果,采用增加导流环的方式对汽轮机低压缸流场进行优化。根据加装不同结构尺寸导流环的低压缸流场模拟结果,分析低压缸流场的涡流分布,总压损失系数和静压恢复系数,从而得最佳导流环结构。模拟结果表明:当导流环起始位置为第五级动叶片后,内环半径为1600mm,出口宽度为300mm时,导流环结构对低压缸末级流场的优化效果最佳。高背压供热工况下,汽轮机低压缸增加最佳导流环后,低压缸流场中涡流明显减少,总压损失系数降低了94.74%,静压恢复系数提高了 62.65%,低压缸效率提高7.84%,明显改善了汽轮机低压缸的气动性能。模拟加装最佳导流环后低压缸流场在三种不同供热工况下的分布,模拟结果验证了最优导流环的变工况适应性。本文研究内容为汽轮机高背压供热低压缸流场的优化提供了重要的理论依据。
杨雄民,刘盼年,毛汉忠,张军辉[10]（2018）在《工业汽轮机排汽缸气动性能与流场结构的数值研究》文中提出针对提高工业汽轮机排汽缸气动性能、改善流场、降低流动损失问题,采用数值仿真方法对一种铸造式工业汽轮机排汽缸进行了详细研究与分析。揭示了工业汽轮机排汽缸内部的流动机理与气动特性,提出了工业汽轮机排汽缸内的典型流场结构;提出了一种表征排汽缸气动性能的热力计算方法,并与西门子公司的实验修正数据曲线进行了对比分析;为逼近排汽缸真实状态下的入口条件,将工业汽轮机三级低压级叶栅与排汽缸进行了联合计算,同时对比分析了排汽缸中肋板等附加结构对气动性能的影响。研究结果表明:多元的旋涡运动是造成排汽缸流动损失的重要方面,排汽缸内部的附加结构会恶化流动,而合理的肋板布置会改善排汽缸出口流场。
二、汽轮机排汽缸模型的数值模拟与结果分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、汽轮机排汽缸模型的数值模拟与结果分析（论文提纲范文）
（2）小容积流量下汽轮机末级叶片动力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 小容积流量下末级流场特性研究现状 |
| 1.2.2 喷水减温传热传质特性的研究现状 |
| 1.2.3 汽轮机末级叶片力学性能研究现状 |
| 1.2.4 汽轮机末级叶片瞬态动力响应研究现状 |
| 1.3 研究现状总结 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 小容积流量下末级流场的数值研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 湿蒸汽凝结流动数值方法 |
| 2.2.1 基本控制方程及湍流模型 |
| 2.2.2 几何模型及网格划分 |
| 2.2.3 数值方法与边界条件 |
| 2.2.4 数学模型准确性验证 |
| 2.2.5 计算结果准确性验证 |
| 2.3 小容积流量下末级流场特性分析 |
| 2.3.1 小容积流量下末级的压力特征 |
| 2.3.2 小容积流量下末级的出汽角特征 |
| 2.3.3 小容积流量下末级的反动度特征 |
| 2.3.4 小容积流量下末级的温度特征 |
| 2.3.5 小容积流量下末级流场的涡系结构分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 排汽通道喷水减温对末级流场的影响研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 喷水减温的相变传热传质计算方法 |
| 3.2.1 控制方程 |
| 3.2.2 喷水减温数值方法 |
| 3.2.3 数学模型验证 |
| 3.3 喷水减温的传热传质特性分析 |
| 3.3.1 排汽通道流场特性 |
| 3.3.2 喷水减温后排汽通道温度分布 |
| 3.3.3 相变传热传质特性分析 |
| 3.4 喷水减温对末级气动性能的影响 |
| 3.4.1 喷水减温对末级速度场的影响 |
| 3.4.2 喷水减温对压力场的影响 |
| 3.4.3 喷水减温对能量转换的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 小容积流量下汽轮机末级力学性能分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 静强度计算数值方法 |
| 4.2.1 结构域基本控制方程 |
| 4.2.2 循环对称分析一般方程 |
| 4.2.3 双线性随动强化模型 |
| 4.2.4 叶片结构模型及网格划分 |
| 4.2.5 流固耦合数值方法 |
| 4.3 末级叶片的强度性能分析 |
| 4.3.1 末级叶片的等效应力分析 |
| 4.3.2 末级叶片变形量分布 |
| 4.4 喷水减温对末级叶片强度性能的影响 |
| 4.4.1 喷水减温对末级叶片温度的影响 |
| 4.4.2 喷水减温对末级叶片变形量的影响 |
| 4.4.3 喷水减温对末级叶片等效应力的影响 |
| 4.5 汽轮机末级叶片的模态分析 |
| 4.5.1 循环对称模态分析数值计算方法 |
| 4.5.2 末级叶片的固有频率分析 |
| 4.5.3 末级叶片的振型分析 |
| 4.5.4 预应力条件下末级叶片的模态分析 |
| 4.6 喷水减温对叶片固有振动特性的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 非定常工况下末级叶片的动力响应研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 双向流固耦合数值模拟计算方法 |
| 5.2.1 流固耦合面动网格设置 |
| 5.2.2 双向流固耦合系统 |
| 5.2.3 材料疲劳特性 |
| 5.2.4 时间步长稳定性验证 |
| 5.3 小容积流量下末级流场非定常气动载荷研究 |
| 5.3.1 监控点的设置 |
| 5.3.2 涡流的非定常性 |
| 5.3.3 非定常性形成机理及特征 |
| 5.4 末级叶片的动力响应 |
| 5.4.1 局部危险点的确认 |
| 5.4.2 非定常气动载荷对叶片动力响应的影响 |
| 5.5 末级叶片疲劳寿命评估 |
| 5.6 喷水减温对应变-寿命的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
（3）基于热-流-固耦合的汽轮机低压外缸力学特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源及名称 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题名称 |
| 1.2 研究背景、目的及意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究目的 |
| 1.2.3 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 低压外缸的内流场及气动性能提升研究 |
| 1.3.2 温度和压力对汽轮机缸体的静力学影响研究 |
| 1.3.3 低压外缸的结构力学特性数值模拟研究 |
| 1.4 主要研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 主要技术路线 |
| 2 基于热-流-固耦合的低压外缸力学特性分析方法 |
| 2.1 典型的低压缸结构和涉及的力学特性 |
| 2.2 基于热流耦合的低压外缸内流场数值计算方法 |
| 2.2.1 湿蒸汽流体的动力学控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 控制方程的离散 |
| 2.3 基于热-流-固耦合的低压外缸结构特性数值计算方法 |
| 2.3.1 热流固耦合控制方程 |
| 2.3.2 低压外缸的传热控制方程 |
| 2.3.3 低压外缸的应力应变控制方程 |
| 2.3.4 低压外缸的结构控制方程 |
| 2.3.5 热流固耦合的求解方法 |
| 3 基于热流耦合的低压外缸内流场数值模拟分析 |
| 3.1 低压外缸的内部流动及流道特点 |
| 3.2 低压外缸流体域模型的建立 |
| 3.3 计算网格生成及无关性验证 |
| 3.4 计算分析工况及边界条件 |
| 3.5 低压外缸的气动性能预测计算 |
| 3.6 低压外缸中内流场计算结果分析 |
| 3.6.1 低压外缸中蒸汽总压随流线变化分析 |
| 3.6.2 低压外缸内静压分布分析 |
| 3.6.3 低压外缸特征截面上的流动分析 |
| 3.6.4 低压外缸的壁面温度场分析 |
| 4 基于热流固耦合的低压外缸结构静力学分析 |
| 4.1 低压外缸结构域的建模 |
| 4.2 低压外缸的结构域网格划分 |
| 4.3 低压外缸的材料性能定义 |
| 4.4 低压外缸体的结构载荷及约束 |
| 4.4.1 缸体的结构载荷 |
| 4.4.2 低压外缸安装方式与结构约束设置 |
| 4.5 各载荷对应的边界条件设定 |
| 4.6 各载荷下的低压外缸结构静力学计算结果分析 |
| 4.6.1 在重力载荷下低压外缸的位移分析 |
| 4.6.2 在温度和重力载荷下低压外缸的位移分析 |
| 4.6.3 在压力、温度和重力载荷下低压外缸的位移分析 |
| 4.6.4 低压外缸的结构可靠性分析 |
| 5 低压外缸的结构模态与振动分析 |
| 5.1 模态分析的力学模型 |
| 5.2 低压外缸模态分析的边界和约束设置 |
| 5.3 低压外缸的固有频率分析 |
| 5.4 低压外缸的振型分析 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
（4）工业汽轮机大型排汽缸气动分析与结构优化（论文提纲范文）
| 0 前 言 |
| 1 数值仿真计算 |
| 1.1 排汽缸模型 |
| 1.2 数值计算方法 |
| 2 原型排汽缸数值计算与分析 |
| 3 排汽缸结构优化与分析 |
| 4 结 论 |
（5）汽轮机低压缸进气结构气动性能及流动特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 汽缸进汽结构的研究 |
| 1.2.1 节流配汽方式的研究 |
| 1.2.2 喷嘴配汽方式的研究 |
| 1.2.3 全周进汽方式的研究 |
| 1.3 蜗壳腔体内流动的研究 |
| 1.3.1 船用燃气轮机排气蜗壳 |
| 1.3.2 离心压气机蜗壳 |
| 1.3.3 向心透平进气蜗壳 |
| 1.3.4 汽轮机排汽缸 |
| 1.4 本文研究内容及意义 |
| 2 数值仿真与实验方法介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值计算方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 求解方法 |
| 2.3 计算模型与网格划分 |
| 2.3.1 计算模型 |
| 2.3.2 网格划分 |
| 2.3.3 边界条件 |
| 2.4 实验方法与数值校核 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 进气结构变流量工况的气动性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 总压损失系数 |
| 3.2.1 蜗壳腔体总压损失系数 |
| 3.2.2 横置导叶总压损失系数 |
| 3.2.3 出口导流总压损失系数 |
| 3.2.4 各部分总压损系数对比 |
| 3.3 气流角 |
| 3.3.1 蜗壳腔体气流角 |
| 3.3.2 横置导叶气流角 |
| 3.3.3 出口导流气流角 |
| 3.4 速度大小 |
| 3.4.1 蜗壳腔体速度大小 |
| 3.4.2 横置导叶速度大小 |
| 3.4.3 出口导流速度大小 |
| 3.5 阻力系数 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 进气结构内部流动特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 蜗壳腔体 |
| 4.2.1 三维流线及对称面流线 |
| 4.2.2 二次流动 |
| 4.2.3 二次流动对于流动损失的影响 |
| 4.3 横置导叶 |
| 4.3.1 中径马赫数 |
| 4.3.2 壁面极限流线 |
| 4.3.3 涡结构 |
| 4.4 出口导流 |
| 4.4.1 Rθ对称面静压 |
| 4.4.2 ZR平面流线及总压损失 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（6）船用推进汽轮机高低压缸功率分配研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的背景和意义 |
| 1.1.1 研究课题背景 |
| 1.1.2 研究课题意义 |
| 1.2 国内外关于汽轮机优化方法的研究现状 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 国内外研究现状简析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.4 本文的组织结构 |
| 第二章 增大低压汽轮机功率分配的方案研究 |
| 2.1 船用双缸主汽轮机概述 |
| 2.1.1 主汽轮机组结构特点 |
| 2.1.2 主汽轮机组运行特性 |
| 2.1.3 主汽轮机组设计热力参数 |
| 2.2 研究方案 |
| 2.2.1 改变高低压缸通流级数 |
| 2.2.2 低压缸设置部分进汽级 |
| 2.2.3 调整配汽规律 |
| 2.2.4 自高压缸抽汽补入低压缸 |
| 2.2.5 系统废汽补入低压缸 |
| 2.3 各方案总结对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 两种方案的试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验系统介绍 |
| 3.2.1 主机系统本体 |
| 3.2.2 辅助系统配置 |
| 3.2.3 测量系统 |
| 3.3 调整配汽规律试验 |
| 3.3.1 试验件 |
| 3.3.2 试验过程 |
| 3.3.3 试验结果与分析 |
| 3.4 系统废汽补入低压缸试验 |
| 3.4.1 补汽结构 |
| 3.4.2 试验过程 |
| 3.4.3 补汽流量的计算 |
| 3.4.4 试验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 减小低压汽轮机功率分配的方案研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 前述方案的说明 |
| 4.1.2 一种运行方案的提出 |
| 4.2 数学物理模型 |
| 4.2.1 基本控制方程 |
| 4.2.2 方程离散 |
| 4.2.3 湍流模型 |
| 4.3 数值模拟 |
| 4.3.1 几何结构 |
| 4.3.2 网格划分 |
| 4.3.3 计算设置 |
| 4.4 计算结果分析 |
| 4.4.1 倒车级整体计算性能参数 |
| 4.4.2 蒸汽流动分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 (一)攻读硕士期间发表论文 |
（7）某新型高效冷凝发电汽轮机排汽缸气动性能研究与结构优化（论文提纲范文）
| 0 前 言 |
| 1 研究方法 |
| 1.1 计算模型 |
| 1.2 网格划分 |
| 1.3 数值方法及边界条件 |
| 1.4 排汽缸性能评价指标 |
| 2 计算结果分析 |
| 2.1 排汽缸原始结构 |
| 2.2 排汽缸改进结构 |
| 2.2.1 改进方案 |
| 2.2.2 改进方案计算结果 |
| 3 结 论 |
（8）叶轮机械内部非定常流动的动态模态分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 叶轮机械非定常流动的研究现状 |
| 1.2.2 模态分解方法在流场中应用的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 模态分解的理论基础 |
| 2.1 动态模态分解方法 |
| 2.2 压缩动态模态分解方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于DMD的汽轮机小流量工况流动特征研究 |
| 3.1 研究对象介绍及数值模拟结果 |
| 3.1.1 研究对象介绍 |
| 3.1.2 瞬时流场分析 |
| 3.1.3 频率特征分析 |
| 3.2 25 %质量流量工况下流动特征分析 |
| 3.2.1 周向模态分解结果 |
| 3.2.2 动态模态分解结果 |
| 3.3 17 %质量流量工况下流动特征分析 |
| 3.3.1 周向模态分解结果 |
| 3.3.2 动态模态分解结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于DMD的轴流压气机旋转不稳定问题研究 |
| 4.1 研究对象介绍及数值模拟结果 |
| 4.1.1 研究对象介绍 |
| 4.1.2 叶顶区域流动特征分析 |
| 4.2 旋转不稳定特征分析 |
| 4.2.1 周向模态分解结果 |
| 4.2.2 动态模态分解结果 |
| 4.2.3 扰动周向传播特征 |
| 4.2.4 周向扰动数 |
| 4.3 六流道模型数值模拟结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于DMD和 CDMD的蜗壳流动特征研究 |
| 5.1 研究对象介绍及数值模拟结果 |
| 5.2 动态模态分解分析 |
| 5.2.1 动态模态分解结果 |
| 5.2.2 模态重构结果 |
| 5.3 压缩动态模态分解分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 主要符号表 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
（9）高背压供热汽轮机低压缸流场性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 数值计算方法 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.1.1 连续方程 |
| 2.1.2 动量方程 |
| 2.1.3 能量守恒方程 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.3 数值求解方法 |
| 2.3.1 空间离散 |
| 2.3.2 边界条件 |
| 2.4 网格划分 |
| 2.4.1 计算流体力学网格生成技术 |
| 2.4.2 Igg/Autogrid网格划分技术 |
| 2.4.3 多重网格划分 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高背压供热汽轮机低压缸流场模拟 |
| 3.1 高背压供热汽轮机低压缸建模 |
| 3.1.1 叶片模型建立 |
| 3.1.2 转轴和低压缸边界模型建立 |
| 3.1.3 低压缸模型建立 |
| 3.2 模型网格划分 |
| 3.2.1 低压缸叶片模型网格划分 |
| 3.2.2 低压缸网格生成 |
| 3.2.3 网格质量评价 |
| 3.3 边界条件设定 |
| 3.3.1 工质属性 |
| 3.3.2 交界面设置 |
| 3.3.3 边界条件 |
| 3.4 高背压供热汽轮机低压缸流场模拟及结果分析 |
| 3.4.1 低压缸流场模拟 |
| 3.4.2 低压缸流场模拟结果分析 |
| 3.4.3 网格无关性验证与模拟误差分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高背压供热汽轮机低压缸流场优化 |
| 4.1 高背压供热汽轮机低压缸流场优化方案 |
| 4.1.1 增加导流环的低压缸流场优化模型 |
| 4.1.2 导流环结构参数设计 |
| 4.2 不同导流环方案低压缸流场性能分析 |
| 4.2.1 导流环不同起始位置低压缸流场性能对比 |
| 4.2.2 导流环不同出口半径低压缸流场性能对比 |
| 4.2.3 导流环不同出口宽度低压缸流场性能对比 |
| 4.3 气动性能分析 |
| 4.3.1 静压恢复系数 |
| 4.3.2 总压损失系数 |
| 4.4 增加导流环后变工况下低压缸流场性能分析 |
| 4.4.1 静压恢复系数对比 |
| 4.4.2 总压损失系数对比 |
| 4.4.3 不同供热工况下最优方案对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（10）工业汽轮机排汽缸气动性能与流场结构的数值研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 数值仿真计算 |
| 1.1 排汽缸几何模型 |
| 1.2 数值计算方法 |
| 2 计算结果与分析 |
| 2.1 排汽缸与低压级叶栅联合计算分析 |
| 2.2 两种排汽缸模型对比分析 |
| 3 结束语 |
四、汽轮机排汽缸模型的数值模拟与结果分析（论文参考文献）
- [1]大型燃煤电站汽轮机排汽通道结构优化研究[J]. 王玉亭,陈彦奇,徐钢,陈衡. 发电技术, 2021(04)
- [2]小容积流量下汽轮机末级叶片动力特性研究[D]. 徐美超. 东北电力大学, 2021(01)
- [3]基于热-流-固耦合的汽轮机低压外缸力学特性分析[D]. 盛晓宇. 西华大学, 2021(02)
- [4]工业汽轮机大型排汽缸气动分析与结构优化[J]. 马晓飞,刘盼年,杨雄民,张军辉,冯照和. 汽轮机技术, 2021(01)
- [5]汽轮机低压缸进气结构气动性能及流动特性的研究[D]. 赵佳诣. 大连海事大学, 2020(01)
- [6]船用推进汽轮机高低压缸功率分配研究[D]. 常倩倩. 中国舰船研究院, 2020(02)
- [7]某新型高效冷凝发电汽轮机排汽缸气动性能研究与结构优化[J]. 张超,陆晋,李宏福,鲁桂明. 汽轮机技术, 2020(01)
- [8]叶轮机械内部非定常流动的动态模态分析[D]. 杨晓建. 上海交通大学, 2019(06)
- [9]高背压供热汽轮机低压缸流场性能优化[D]. 李昂. 华北电力大学(北京), 2019(01)
- [10]工业汽轮机排汽缸气动性能与流场结构的数值研究[J]. 杨雄民,刘盼年,毛汉忠,张军辉. 机电工程, 2018(07)