考虑鼓风热流的汽轮机温度场研究

发布时间：2022-01-01 19:43

　　汽轮机在鼓风运行状态下,叶片与介质高速摩擦会产生大量热量,引起汽缸温度急剧上升,严重影响汽缸强度、安全性和可靠性。以某型汽轮机为研究对象,通过三维流场仿真计算,分析了介质与叶片之间的摩擦引起的鼓风热流,并将该热流作为温度场研究的边界条件获得了汽缸内部的温度分布。结果表明:鼓风热流对汽缸温度分布的影响较为显著,鼓风热流越大,汽缸的温度越高,可能造成设备因过热而产生故障。因此在设计时需对鼓风热流进行更细致的计算,为汽缸可靠性、安全性设计提供支撑。 

【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】：

内缸内表面热流密度分布

图6 内缸内表面热流密度分布表3 不同边界条件参数值下内缸内表面平均热流密度对比 旋转速度,r/m 流域初始温度,℃ 流体性质 放热系数,W/(m2·K) 边界温度,℃ 加入漏汽量 平均热流密度,W/m2 1413 108 Air25 41.84 50 是 7858.4 1413 108 Air25 41.84 50 否 4672.3 1413 108 Air25 41.84 100 是 5992.9 1413 50 Air25 41.84 50 是 7858.9 1413 108 Air25 100 50 是 16 687.9 1413 108 Air Ideal 41.84 50 是 8081.7 3000 108 Air25 41.84 50 是 15 199.2

在未给定鼓风热流的情况下,汽缸温度最高处发生在最靠近进汽口处,且在多种因素的综合影响下最高达到了255℃,这说明在没有鼓风热流作为输入的情况下,通过有限元仿真获得的汽缸温度仅仅受到进汽口介质温度的影响,没有对汽缸内部复杂的物理过程进行考虑。汽缸稳态温度场分布如图8所示。保持其它边界条件的设置不变,将计算所得热流作为内缸内表面热流边界条件给定,重新计算汽轮机缸体的温度场。可以看出,考虑鼓风热流时汽缸整体的温度数值较未考虑时高出很多,最显著体现在发生鼓风现象的内缸体处,温度高达800℃。从鼓风处温度随时间变化曲线来看,开始阶段温度上升最快,随后逐渐趋于平缓。汽缸稳态温度场分布及鼓风处温度随时间变化曲线如图9、图10所示。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]汽轮机高压缸尾部鼓风分析[J]. 靖长财,刘金才.  河北电力技术. 2006(03)
[3]鼓风工况下汽轮机低压级的热状态[J]. 高广勤,杨善让.  吉林电力技术. 1990(01)

硕士论文
[1]复杂外形高速弹箭气动热计算技术[D]. 邵鹏进.南京理工大学 2016
[2]阻塞比对真空管道交通系统气动生热及传热的影响[D]. 董晨光.青岛科技大学 2013



本文编号：3562718