某高转速汽轮机末级流场分析及通流优化

发布时间：2021-07-27 05:21

　　采用数值计算的方法,对某高转速汽轮机末级通流进行了流场分析,得到以下结论:叶顶区域产生了二次流及集中涡系,尤其是12级静叶叶顶区域产生了明显的通道涡、壁角涡;叶根、叶顶区域产生了明显的激波;不同攻角特征造成叶片壁面出现贯穿叶根、叶顶的流动分离,尤其是压力面流动分离使叶片入口产生负压区。通过上述分析,得到如下优化方法:确定11级静叶的最优安装角为50.5651°;增加11级叶片中径、增加11级与12级级间的轴向距离相结合的方法,以减小涡系强度。 

【文章来源】：汽轮机技术. 2020,62(04)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

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热力设计平台是基于一维热力设计并结合投运机组经验数据而开发的平台,计算结果考虑了各类损失,计算数据经过了上千台投运机组实际运行数据的验证,因此该设计平台是可靠的,采用该平台计算的热力数据是准确的。数值计算是基于三维流场计算的,计算结果并未考虑漏汽等损失。由表1可知,数值计算结果与热力设计平台的计算结果比较接近,两者间的偏差主要在于数值分析中并未完全考虑各类损失、回热抽汽等热量的损耗,所以,通过表1对比分析可知,此数值计算方法是可靠的,数值计算结果准确。表1 数值计算结果与热力设计结果对比 级数 计算方式 级后压力,MPa 级后焓,kJ/kg 焓降,kJ/kg 级后温度,℃ 级流量,t/h 级内功率,kW 10 热力设计平台计算结果 0.0569 2487.9 - 84.7 60.50 1366.3 数值计算结果 0.0638 2471.29 - 87.51 57.66 1170.04 11 热力设计平台计算结果 0.0239 2394.6 93.3 64 55.79 1567.1 数值计算结果 0.0263 2353.62 117.67 66.04 57.66 1819.75 12 热力设计平台计算结果 0.0071 2300.8 93.8 39.3 55.79 1632.4 数值计算结果 0.0070 2201.57 152.05 39.01 57.66 2025.24

从图3(a)可知,叶栅通道内的气流流动整体比较规则,没有出现大面积的涡、流动分离,仅在叶顶区域有局部的涡、二次流,其中12级静叶叶顶区域产生了明显的涡(如图3(b)所示)。图4所示为涡轮不同轴向位置处的涡量云图,用于进一步分析11～12级的涡系分布情况。图中每片静叶沿轴向取3个截面,分别位于叶片的前段、中段、后段;每片动叶沿轴向取2个截面,分别位于叶片的前段、后段。从图4可明显看出,主要涡系集中在12级静叶叶顶区域,详细涡系分布情况如下:

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]高压圆盘气体轴承边界层对流换热研究及应用[D]. 刘剑.武汉科技大学 2018
[2]高负荷扩压叶栅内旋涡结构建模研究[D]. 康达.大连海事大学 2015



本文编号：3305169