核电汽轮机组高压级叶片试验研究及损失预测
发布时间：2021-01-04 00:48
高效汽轮机对于提高核电站汽轮机组发电效率至关重要,同时,提高叶片的气动性能、减少叶型损失对于汽轮机来说有重要的工程应用价值。本文对哈尔滨汽轮机厂的核电站汽轮机组高压第7级叶片进行研究,内容包括动、静叶平面叶栅吹风试验和静叶扇形叶栅吹风试验,对试验结果进行分析总结,得出了该级叶片的气动特性和损失机理,并利用数值模拟对试验结果加以辅助分析。本文还对国内外学者提出的损失预测模型进行整理、归纳,开发了相应的损失计算程序,对高压第7级静叶进行损失预测并给出了适于该套叶型的损失模型,为该叶型后续的改型设计提供技术支持。首先,通过平面叶栅试验台对动、静叶的三个叶高（10%、50%、90%）处跨截面叶型进行变冲角（-20、-10°、0°、10°、20°）气动性能研究,得到了不同工况点下的各截面叶型的静压系数分布、出口气流角分布和总压系数分布曲线。对试验结果进行分析得出以下结论:动、静叶均为后加载叶型,具有很好的负冲角适应性;相对于动叶叶型来说,静叶叶型的冲角适应性更强,损失控制能力更为优秀,所有叶型均适宜小负攻角来流等。其次,对静叶进行了扇形叶栅吹风试验,并通过数值模拟软件对静叶进行了变冲角性能模拟,...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
叶型损失示意图[11]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-1叶型损失示意图[11]叶栅内部流道是由叶片的压力面、吸力面和上下端壁所组成，在叶轮机械工作过程中，由于流体的作用使压力面压力更高,从而形成由前者指向后者的横向压力梯度部分；另一方面，由于叶片的旋转作用，运动中的流体由于惯性，抵消了一部分横向压力。但在流道上、下端壁处，由于端壁附面层的影响，流体流动阻力增大，流速降低，由惯性所产生的的离心力并不能完全抵除横向压力梯度的影响，从而形成了朝向吸力面的横向二次流，如图1-2所示。图1-2端部流动损失示意图图1-3叶尖间隙损失示意图图1-3为叶尖间隙损失，压力面横向压力梯度的作用下，流体被压向相邻的叶片同道，对相邻流道的主流流体相互影响，造成损失[11]。通过对附面层和叶栅损失机理不断进行试验研究和理论研究，使得两者的机理其两者之间的关系逐渐被人们所知。影响叶型损失的参数大致可以归结为两类：几何、工况参数。国内外学者通常将工质流经叶栅后，在栅后截面内由涡系引起的损失，称为二
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-1叶型损失示意图[11]叶栅内部流道是由叶片的压力面、吸力面和上下端壁所组成，在叶轮机械工作过程中，由于流体的作用使压力面压力更高,从而形成由前者指向后者的横向压力梯度部分；另一方面，由于叶片的旋转作用，运动中的流体由于惯性，抵消了一部分横向压力。但在流道上、下端壁处，由于端壁附面层的影响，流体流动阻力增大，流速降低，由惯性所产生的的离心力并不能完全抵除横向压力梯度的影响，从而形成了朝向吸力面的横向二次流，如图1-2所示。图1-2端部流动损失示意图图1-3叶尖间隙损失示意图图1-3为叶尖间隙损失，压力面横向压力梯度的作用下，流体被压向相邻的叶片同道，对相邻流道的主流流体相互影响，造成损失[11]。通过对附面层和叶栅损失机理不断进行试验研究和理论研究，使得两者的机理其两者之间的关系逐渐被人们所知。影响叶型损失的参数大致可以归结为两类：几何、工况参数。国内外学者通常将工质流经叶栅后，在栅后截面内由涡系引起的损失，称为二
【参考文献】：
期刊论文
[1]透平叶栅端部二次流流动损失机制研究[J]. 刘昊,刘亮亮,沈昕,何磊,欧阳华. 热力透平. 2018(04)
[2]倾斜/弯曲导叶对跨声速涡轮非定常性能的影响[J]. 刘建,乔渭阳,段文华. 哈尔滨工业大学学报. 2019(01)
[3]高压涡轮前缘几何形状对性能影响分析[J]. 白涛,高山. 兵器装备工程学报. 2018(09)
[4]中国电力行业生产结构低碳化转型研究[J]. 魏文栋,郭艺,谷岱南,李佳硕. 环境经济研究. 2018(03)
[5]压气机叶型的风洞试验研究[J]. 高丽敏,蔡明. 风机技术. 2018(04)
[6]前、后加载低压涡轮高升力叶型流动损失机理大涡模拟研究[J]. 赵磊,刘兆方,罗华玲. 装备制造技术. 2018(06)
[7]高超超临界汽轮机节能降耗效能浅析[J]. 惠坤龙,朱凯丽,张咪,胡术壮. 科技风. 2018(01)
[8]尾缘形状对低压涡轮叶栅气动性能的影响[J]. 李超,颜培刚,钱潇如,韩万金,王庆超. 哈尔滨工业大学学报. 2017(07)
[9]前加载和后加载叶片转捩特性的数值研究[J]. 钟主海,江生科. 东方汽轮机. 2017(01)
[10]中国汽轮机技术发展简析[J]. 王福艳. 山东工业技术. 2017(05)
硕士论文
[1]东汽核电汽轮机服务战略研究[D]. 杨喆.电子科技大学 2016
[2]涡轮S2流面计算损失模型修正及气动优化设计[D]. 李龙婷.哈尔滨工业大学 2013
[3]低压汽轮机长叶片准三维气动设计方法研究[D]. 田津.华中科技大学 2013
[4]航空燃气涡轮流动损失及损失模型研究[D]. 华鑫.西北工业大学 2005
本文编号：2955813
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
叶型损失示意图[11]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-1叶型损失示意图[11]叶栅内部流道是由叶片的压力面、吸力面和上下端壁所组成，在叶轮机械工作过程中，由于流体的作用使压力面压力更高,从而形成由前者指向后者的横向压力梯度部分；另一方面，由于叶片的旋转作用，运动中的流体由于惯性，抵消了一部分横向压力。但在流道上、下端壁处，由于端壁附面层的影响，流体流动阻力增大，流速降低，由惯性所产生的的离心力并不能完全抵除横向压力梯度的影响，从而形成了朝向吸力面的横向二次流，如图1-2所示。图1-2端部流动损失示意图图1-3叶尖间隙损失示意图图1-3为叶尖间隙损失，压力面横向压力梯度的作用下，流体被压向相邻的叶片同道，对相邻流道的主流流体相互影响，造成损失[11]。通过对附面层和叶栅损失机理不断进行试验研究和理论研究，使得两者的机理其两者之间的关系逐渐被人们所知。影响叶型损失的参数大致可以归结为两类：几何、工况参数。国内外学者通常将工质流经叶栅后，在栅后截面内由涡系引起的损失，称为二
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-1叶型损失示意图[11]叶栅内部流道是由叶片的压力面、吸力面和上下端壁所组成，在叶轮机械工作过程中，由于流体的作用使压力面压力更高,从而形成由前者指向后者的横向压力梯度部分；另一方面，由于叶片的旋转作用，运动中的流体由于惯性，抵消了一部分横向压力。但在流道上、下端壁处，由于端壁附面层的影响，流体流动阻力增大，流速降低，由惯性所产生的的离心力并不能完全抵除横向压力梯度的影响，从而形成了朝向吸力面的横向二次流，如图1-2所示。图1-2端部流动损失示意图图1-3叶尖间隙损失示意图图1-3为叶尖间隙损失，压力面横向压力梯度的作用下，流体被压向相邻的叶片同道，对相邻流道的主流流体相互影响，造成损失[11]。通过对附面层和叶栅损失机理不断进行试验研究和理论研究，使得两者的机理其两者之间的关系逐渐被人们所知。影响叶型损失的参数大致可以归结为两类：几何、工况参数。国内外学者通常将工质流经叶栅后，在栅后截面内由涡系引起的损失，称为二
【参考文献】：
期刊论文
[1]透平叶栅端部二次流流动损失机制研究[J]. 刘昊,刘亮亮,沈昕,何磊,欧阳华. 热力透平. 2018(04)
[2]倾斜/弯曲导叶对跨声速涡轮非定常性能的影响[J]. 刘建,乔渭阳,段文华. 哈尔滨工业大学学报. 2019(01)
[3]高压涡轮前缘几何形状对性能影响分析[J]. 白涛,高山. 兵器装备工程学报. 2018(09)
[4]中国电力行业生产结构低碳化转型研究[J]. 魏文栋,郭艺,谷岱南,李佳硕. 环境经济研究. 2018(03)
[5]压气机叶型的风洞试验研究[J]. 高丽敏,蔡明. 风机技术. 2018(04)
[6]前、后加载低压涡轮高升力叶型流动损失机理大涡模拟研究[J]. 赵磊,刘兆方,罗华玲. 装备制造技术. 2018(06)
[7]高超超临界汽轮机节能降耗效能浅析[J]. 惠坤龙,朱凯丽,张咪,胡术壮. 科技风. 2018(01)
[8]尾缘形状对低压涡轮叶栅气动性能的影响[J]. 李超,颜培刚,钱潇如,韩万金,王庆超. 哈尔滨工业大学学报. 2017(07)
[9]前加载和后加载叶片转捩特性的数值研究[J]. 钟主海,江生科. 东方汽轮机. 2017(01)
[10]中国汽轮机技术发展简析[J]. 王福艳. 山东工业技术. 2017(05)
硕士论文
[1]东汽核电汽轮机服务战略研究[D]. 杨喆.电子科技大学 2016
[2]涡轮S2流面计算损失模型修正及气动优化设计[D]. 李龙婷.哈尔滨工业大学 2013
[3]低压汽轮机长叶片准三维气动设计方法研究[D]. 田津.华中科技大学 2013
[4]航空燃气涡轮流动损失及损失模型研究[D]. 华鑫.西北工业大学 2005
本文编号：2955813
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