汽轮机轴端蜂窝密封的数值模拟和结构优化

发布时间：2017-06-01 20:12

  本文关键词：汽轮机轴端蜂窝密封的数值模拟和结构优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,火力发电厂和汽轮机厂的汽轮机机组实际热效率普遍低于设计工况下的热效率,这主要是因为汽轮机轴端密封间隙过大,部分高温高压蒸汽在汽轮机级间未做功而直接泄漏到外界空气中,汽轮机轴端汽封严重漏汽所致。因此,开发一种适用于高温高压蒸汽工况下的汽轮机轴端密封结构,是提高汽轮机机组运行效率、节约能源的关键。 本文探讨了汽轮机轴端密封的结构形式,针对目前汽轮机轴端汽封处高温高压蒸汽的泄漏这一严峻问题,采用了一种改进的非接触型轴端密封结构—转子蜂窝密封,并从以下几个方面对汽轮机轴端蜂窝密封进行研究： 首先,根据转子蜂窝密封结构的特点建立流体区域的数值模拟模型,利用CFDFluent软件对蜂窝密封的密封机理进行了研究,并将数值模拟结果与相关的实验结果进行对比,得出数值模拟结果与实验结果较为吻合。 其次,利用CFD Fluent软件研究了不同转子转速和进口压力下,梳齿密封和蜂窝密封内的流动情况。根据两种密封结构的泄漏量随转子转速和进口压力的变化规律可知：转子蜂窝密封具有更好的密封性能。相对梳齿密封,转子蜂窝密封更适用于高温高压气体的密封。 最后,采用控制变量法改变单个蜂窝密封结构参数,对不同结构参数的转子蜂窝密封结构进行数值模拟,分析了泄漏量随各结构参数的变化规律,最后得出密封性能较好的蜂窝密封的结构参数。 本文研究结果可以为工程上蜂窝密封的设计开发与汽轮机上轴端密封的推广应用提供参考。
【关键词】：蜂窝密封 汽轮机 数值模拟 结构优化
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH136;TK263
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 前言9-11
• 1.2 汽轮机密封技术的发展11-13
• 1.3 国内外研究现状13-14
• 1.4 本文的研究内容14-16
• 第2章 流体运动模型与转子动力系数16-28
• 2.1 流体运动基本方程16-25
• 2.1.1 流体运动基本规律16-20
• 2.1.2 流体运动控制方程通用形式20-21
• 2.1.3 湍流流动及Reynolds时均方程21-23
• 2.1.4 湍流模型23-25
• 2.2 转子动力特性系数25-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 转子蜂窝密封的数值模拟与实验研究28-37
• 3.1 蜂窝密封数值模拟模型28-29
• 3.2 数值模拟方案及网格划分29-30
• 3.3 数值计算结果与分析30-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 梳齿密封和蜂窝密封的数值模拟37-48
• 4.1 梳齿密封和蜂窝密封37-39
• 4.2 数值计算前处理39-41
• 4.2.1 模型建立39-40
• 4.2.2 网格划分40
• 4.2.3 边界条件的确定40-41
• 4.2.4 湍流模型的选择和控制方程的离散41
• 4.3 计算结果分析41-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 蜂窝密封结构的优化48-61
• 5.1 蜂窝密封模型的简化与数值方法48-50
• 5.2 蜂窝对边距及高度对泄漏量的综合影响50-53
• 5.3 密封间隙的影响53-57
• 5.4 蜂窝壁厚的影响57-60
• 5.5 本章小结60-61
• 第6章 总结与展望61-63
• 6.1 总结61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：413389