多工况条件下的工业汽轮机低压级叶片预变形设计与优化技术研究

发布时间：2024-03-23 13:32

　　工业汽轮机是工业生产中重要的动力设备,其结构紧凑可靠,运转安全性高,工况适应性强,具有很好的热经济性,广泛应用于电力、航海、交通、化工与冶金等行业,在工业生产中占有非常重要的地位。在工业汽轮机服役期内,各级动叶的性能对于机组的整体能量转化效率起到至关重要的作用。特别是在蒸汽比容较大的低压缸内,叶片能否实现能量的高效转化,将直接影响到整套设备的性能与市场竞争力。因此,针对工业汽轮机低压级叶片设计方法的研究具有重要意义。本文针对工业汽轮机低压级叶片在复杂载荷作用下偏离理论设计形状而导致的性能下降问题,对热态叶型的重构方法、冷态叶型的修正方法与叶片多工况预变形优化方法进行了深入研究,提出了工业汽轮机低压级叶片预变形设计方法,并通过数值模拟分析对预变形设计结果进行了验证。论文的主要内容如下:第一章概述了汽轮机叶片设计方法的发展历程,阐述了低压级叶片预变形设计对于工业汽轮机的重要意义。综述了汽轮机运行工况分析方法、叶片形变对于自身性能及机组其他参数的影响、叶型分析与预变形设计的研究现状,叙述了现有方法中的不足之处,确定了本文的研究内容,给出了全文的组织架构。第二章研究了基于叶片形变的冷/热态叶型...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１全文组织结构??１．４本章小结??

图１－１全文组织结构??章小结??章在分析现代工业汽轮机的重要地位与设计需求的基础上，阐述了低压级

图２－１冷／热态叶型之间的转换与叶片形变分析基本方法??工业汽轮机的运行状态受到蒸汽条件、载荷情况等多种因素的影响，往往需要根据??

??在进行预变形设计的过程中，需要叶片网格在热态叶型与冷态叶型之间反复转化，??两种叶型之间的转化过程是构成预变形设计的基础，如图２－１所示。在确定所制造的叶??片的冷态叶型之后，可以通过流固耦合分析方法确定叶片在运行状态中呈现出来的形状。??在获得一个热态叶型之后，将其与理论设....

图２－２冷／热态叶型偏差分析的迭代过程??２．４叶型偏差影响因素分析??

一轮的冷／热态叶型偏差的更新操作，并且整个过程将会一直重复，直到某一轮计算中热??态叶型网格与理论设计叶型网格之间的差值达到收敛范围内，即。进行冷／热??态叶型偏差分析的迭代过程如图２－２所示。??ｆ?＾?｝?￣￣？！?开始迭代分析?ｕ—??／?理论设计叶型数据?／?／?本轮初始....

图２－３各工况下冷／热态叶型最大偏差??由上图可以看出，冷／热态叶型最大偏差的大小与工况条件具有明显的相关性，汽轮??

其中低压缸入口流量、转子转速、出口蒸汽压力将直接影响到冷／热态叶型的偏差，??根据不同工况的对应参数，设置相应的边界条件对低压级动叶片进行了数值模拟分析，??得到各工况下冷／热态叶型的最大偏差，如图２－３所示。??１８??

本文编号：3935985