国家高技术研究发展计划(2009AA04Z102)
- 作品数：20 被引量：116H指数：8
- 相关作者：谢永慧张荻蓝吉兵屈焕成吴君更多>>
- 相关机构：西安交通大学东方汽轮机有限公司杭州汽轮机股份有限公司更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理理学航空宇航科学技术金属学及工艺更多>>
- 干摩擦阻尼围带叶片振动特性试验研究
- 干摩擦阻尼结构通常用于透平叶片中来降低共振应力。为了研究具有干摩擦阻尼结构叶片的振动特性,设计并建造了干摩擦阻尼涡轮叶片振动特性试验台,测试了具有干摩擦阻尼围带结构模型叶片的振动特性,获得了在一定围带正压力和不同激振力作...
- 吴君宋亚军张荻谢永慧
- 关键词：涡轮叶片干摩擦阻尼激振力
- 文献传递
- 整体围带叶片干摩擦阻尼振动特性实验研究被引量：3
- 2010年
- 干摩擦装置常用于透平叶片以便于增加阻尼和减小振动应力。为了研究具有干摩擦阻尼结构叶片的振动特性,设计并建造了相应的实验台,采用激光测振仪和电涡流传感器等仪器测试了具有干摩擦阻尼围带结构叶片的振动特性,获得了不同围带正压力和激振力作用下叶片的振动频响曲线和模态阻尼比。实验结果表明:在一定的激振力作用下,叶片的共振频率随着围带正压力的增加而增大,其中存在一个最优围带正压力使叶片的共振响应幅值最小、模态阻尼比最大,从而达到最好的摩擦阻尼减振效果,并通过实验确定了叶片围带最优正压力的范围;此外,由于系统具有非线性特性的干摩擦阻尼,在一定的围带正压力作用下,叶片的共振频率随着激振力幅值的增加而降低,模态阻尼比随着激振力幅值的增加而增大。
- 吴君谈芦益张荻谢永慧
- 关键词：叶片干摩擦阻尼
- 汽轮机调节级多工况下三维流场数值研究被引量：9
- 2010年
- 汽轮机调节级的部分进汽特性,不仅影响到机组的气动性能和效率,而且还对其安全性产生一定程度的影响。基于三维黏性可压缩雷诺时均Navier-Stokes(N-S)方程,采用结构化六面体网格,运用有限容积法,构造了带有进汽室和加强筋的300MW汽轮机调节级三维黏性可压缩计算模型,针对不同运行工况下调节级内部复杂流动进行了详细研究。分析发现:调节级进汽室内部流动损失较大;进汽段下游动叶通道静压分布合理,内部流动顺畅,而非进汽段动叶通道内部流动紊乱,熵增明显,部分进汽带来的损失较大;部分进汽度越小,效率降低越快,尤其是一阀进汽时,效率急剧下降。
- 屈焕成张荻谢永慧曹守洪吴其林王建录
- 关键词：汽轮机调节级多工况部分进汽数值模拟
- 具有整体围带和凸台拉筋汽轮机长叶片阻尼振动特性实验研究被引量：12
- 2011年
- 阻尼围带和凸台拉筋结构在大型汽轮机叶片中被广泛采用来增加叶片阻尼,降低其振动应力。设计并建造了阻尼结构叶片振动特性实验台,对一具有阻尼围带和凸台拉筋汽轮机长叶片的阻尼器接触面施加不同转速下的正压力进行了振动特性测试,得到了不同转速正压力下叶片的频响曲线和模态阻尼比。试验结果表明:只有围带接触时,随着转速的增加,叶片模态阻尼比先增后减;围带和拉筋都接触时,也存在同样的现象。当转速大于2 600r/m in后,叶片的共振频率基本不变且模态阻尼比与自由叶片时基本一致。
- 谢永慧吴君张荻周代伟陆伟
- 关键词：汽轮机叶片阻尼
- 考虑汽封条件下汽轮机调节级多工况的数值研究被引量：2
- 2013年
- 具有部分进汽特性的汽轮机调节级,其动叶围带顶部汽封齿后的泄漏流动同主流的相互作用,不仅影响机组的气动性能和效率,而且对机组的安全稳定性也有一定影响。基于三维黏性可压缩的Navier-Stokes方程对某150MW汽轮机调节级进行了全三维的数值模拟,建立了安装汽封齿全周流动模型,对不同进汽度下的汽轮机调节级内部流场进行了数值研究。结果表明:处于进汽段的动叶栅其流量和动叶扭矩都比较大,汽封内部流动总体是按照从动叶前缘向后缘的流动;而处于非进汽段的动叶栅,内部汽体基本处于呆滞状态,甚至存在蒸汽对动叶的扭矩为负值的情况,汽封内的流动方向改变,从动叶后缘向前缘发展。随着部分进汽度的降低,泄漏比例则显著增大,而轮周效率显著降低。
- 谢永慧屈焕成张荻雒旭涛
- 关键词：调节级汽封多工况部分进汽
- 采用球窝控制边界层分离流动的大涡模拟被引量：4
- 2010年
- 用具有逆压梯度的平板分离流动模拟低压透平叶片吸力面的分离流动,采用基于动力Sma-gorinsky亚格子应力模型的大涡模拟对逆压梯度条件下布置在平板上单个球窝的流动特性及球窝对边界层分离流动控制的效果进行了研究,详细考察了球窝前沿边界层厚度和球窝深度的比值R分别为0.378、0.994和1.453时球窝的流动特性和控制性能.结果表明:R较小时控制性能最好;球窝内部的马蹄涡对球窝的流动起主导作用;球窝内的马蹄涡周期性脱落并在球窝尾迹区形成发夹涡排,发夹涡涡腿紧贴壁面形成流向涡,流向涡卷吸主流高能流体,由此增强了边界层能量.马蹄涡和发夹涡排对分离流动控制起主要作用.
- 蓝吉兵谢永慧张荻
- 关键词：大涡模拟
- 利用三维接触有限元法的透平叶片枞树型叶根轮缘优化被引量：3
- 2012年
- 采用三维接触有限元方法对透平叶片枞树型叶根轮缘结构进行了优化研究.以单个叶片为研究对象,采用零阶一阶算法、智能优化算法及模式搜索算法对叶根轮缘的7个特征尺寸进行了优化分析;结合实际工作状态,建立了3个叶片及轮缘的多变量优化模型,采用模式搜索算法对叶根轮缘结构进行了优化.结果表明:以单个叶片为例,在综合考虑优化精度和优化时间的情况下,模式搜索算法是解决叶根轮缘优化问题的最优方法;利用符合实际的模型可以得到能使叶根轮缘最大等效应力大幅度减小的优化结构,优化前后叶根和轮缘的最大等效应力位置基本不变,最大等效应力分别减小11.96%和21.63%.
- 吴君张荻马丹丹张明辉谢永慧
- 关键词：结构优化有限元法
- 基于热流固耦合分析的重型燃气轮机透平高压叶片寿命研究被引量：8
- 2011年
- 先进高效的重型燃气轮机透平高压叶片工作在高温、高压、高转速的严苛环境中,为了评估其安全可靠性,本文基于三维稳态粘性Navier-Stokes方程,考虑气动与热物理场的耦合,运用共轭计算技术和SST湍流模型建立了具有完整内外冷却结构的某燃气轮机高压透平叶片热流固耦合分析模型和寿命分析模型,获得了叶片温度分布及相应的应变应力场,并详细分析了叶片上热障涂层和金属基底的寿命状况。研究结果对理解和掌握先进的燃气轮机透平叶片设计技术具有重要参考意义。
- 谢永慧邓实张荻丰镇平漆小兵赵世全王为民
- 关键词：燃气轮机透平叶片
- 具有阻尼拉金和叶顶间隙的汽轮机末级复杂三维流动特性被引量：8
- 2011年
- 为获得具有阻尼拉金和叶顶间隙的叶栅通道内复杂流动的详细状况,采用重整化群湍流模型(RNG k-ε)、壁面函数法、结构化网格,混合平面法建立了三维黏性流动数值模型,基于该模型分析了某汽轮机末级的流动状况。结果表明:阻尼拉金附近沿叶片展向动叶表面静压、通道内流线分布均发生了显著变化,其中吸力面受到的影响更为显著。在叶顶和动叶吸力面上都发生了流动分离现象,表明该处存在分离涡和泄漏涡;同时,由于叶顶间隙的存在,动叶接近叶顶处压力面静压降低,甚至出现低于吸力面的情况,此外考虑阻尼拉金以及考虑阻尼拉金和叶顶间隙的汽轮机末级等熵效率与无阻尼拉金相比分别降低了0.39%和1.23%,表明泄漏损失在以上两种损失中占主要部分。
- 李平张荻何林谢永慧
- 关键词：汽轮机末级叶顶间隙数值模拟
- 合成射流控制下低压高负荷透平叶片边界层分离大涡模拟被引量：2
- 2011年
- 为了研究合成射流对低压高负荷透平叶片边界层流动分离进行控制的效果及机理,采用大涡模拟方法对利用合成射流控制低压高负荷透平Pak-B叶栅内的非稳态流动分离特性进行了研究.在合成射流控制下的结果表明:Pak-B叶栅吸力面流动分离位置变化不大,再附位置明显提前,叶栅吸力面尾缘区域逆压梯度明显减小,总压损失系数降低,分离泡尺寸缩小;叶栅吸力面大部分剪切层黏附于壁面,也未出现大尺度二维展向涡,静压脉动特征频率向高频转移,低频脉动幅值降低,大尺度涡旋结构发生变化.通过研究还发现:在吹气过程中,边界层外部高能流体被射流卷吸进入边界层内,边界层内流体能量增大进而抑制了分离;在吸气过程中,射流孔上游区域边界层厚度减小,流速增大,从而抑制了下游流动分离.
- 叶冬挺张荻蓝吉兵谢永慧
- 关键词：合成射流大涡模拟
