汽轮机排汽系统优化设计与分析Ⅰ——参数化造型及优化方法

来源 :2007年热机气动热力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lhawk
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文描述了将试验设计方法、响应面近似建模方法及优化算法与排汽系统参数化造型程序及CFD求解软件相结合应用于汽轮机排汽系统优化设计与分析的思路。提出了排汽系统参数化的方法,扩压器内外环二维型线采用二次曲线,各由三个参数控制;介绍了并比较了试验设计和响应面建模方法及其适用性。
其他文献
本文采用升力面法的自由尾迹模型对风力机气动性能进行预测。以NREL联合实验转子为算例分别对风力机在有、无偏航角工况下的气动性能进行预测。结果显示未偏航工况下该模型较基于预定尾迹的升力面法的预测结果更为准确,得到的尾迹结构可以反应叶尖涡的基本特征,在偏航情况下使用自由尾迹模型得到的结果可以反映叶尖涡的偏转角现象,并成功预测了风力机平均转矩随偏航角增加的变化趋势。
本文采用多级涡轮气动优化设计流程对一四级高负荷低压涡轮进行多级气动优化设计.首先采用准三维设计减少静叶叶片数,并初步提高性能,然后应用多级局部优化进一步提高总体性能,优化联合采用人工神经网络和遗传算法对各列叶栅进行三维局部优化,流场计算采用全三维粘性流N-S方程求解。通过优化设计,改变了级负荷系数和切向升力系数在各级中的分布,改善了各列的性能,总效率提高0.6%,总流量基本不变,总体性能提高。
本文采用非稳态三维数值模拟对爆炸加工阻波器通风问题进行深入研究。通过数值模可以得到,不同几何结构参数对有害废气浓度衰减速率的影响,为实际结构设计提供理论支持。
本文通过对叶片的弯掠三维造型的改变,设计了一种新型的二级矿井风机.采用三维Navier-Stokes方程和K-ε两方程湍流模型,对双级矿井风机的内部流场进行数值分析。通过性能实验数据与计算结果对比,验证数值方法模拟该二级风机的外特性及内流场的可靠性。研究揭示了弯掠叶的改善流动机制:第一级的静叶和第二级动叶的三维造型消除了第二级叶轮前缘存在的回流,将端壁区域的低能流体吸收到叶片中部高能主流中,减弱了
本文对1+1/2对转涡轮高压导叶设计了冷却方案,在高压导叶前缘滞止线、压力面和吸力面侧各开设了一排冷却孔并且对该冷却方案进行了三维数值模拟,描述了高压导叶前缘绝热冷却效率的分布,以及前缘冷气射流的流动特征。分析了冷气喷射对型面马赫数,型面压力和温度场的影响。给出了不同吹风比下,压力面和吸力面冷却效率随吹风比的变化,最后给出了肾型涡的形成和发展过程。
本文采用预处理的时间推进方法,求解可压形式的Euler/Navier-Stokes方程,数值模拟全马赫数范围内的无粘、粘性流动.为了进一步加速收敛,并使用了多重网格技术。计算表明预处理能够保持可压缩求解方法在高速时的收敛特征,对于低速流动计算可以加速收敛同时提高精度。
本文针对自行设计的1+1对转涡轮中热痕形状、热痕/叶排和叶排/叶排时序位置对涡轮热环境的非定常作用规律进行了数值研究。热痕的温度分布形式和热痕/叶排/叶排的时序位置对低压涡轮导叶的叶表温度分布影响较大,热痕/高压导叶时序位置的影响体现为沿叶排叶表时均温度分布呈现高低交替变化,高压导叶处于热痕气流区域内和不在区域内时呈现出相反的规律性,优化叶片参数和时序位置将是改善涡轮热环境的有效手段.
本文为优化大型原油储罐的储运操作,对国产化原油储罐进油口的冲蚀失效进行机理分析与流动仿真,分析不同储运工况下进油口底板处的流场分布规律,研究罐底板壁面剪切应力、压应力、相分率等流体动力学参数的冲蚀失效影响,确定剪切应力为冲蚀失效的关键影响参数,对比分析不同工况下的储运风险,为国产化、大型化原油储罐的储运优化提供理论论据。
本文论述了进气道布局的一维优化设计方法,从总体上把握进气道的设计构型,并对可移动中心锥进气道的关键几何参数进行优化选取.以确定的关键几何参数为基础,遵循相关准则进行了设计马赫数3.5的变几何轴对称进气道设计.并对超声速段与考虑吸气布局的进气道整体进行了数值模拟,分析了性能。实现了具有较好气动性能的变几何进气道的初步设计.
本文对某重型燃气轮机的第一级透平静叶前缘气膜冷却特性进行了数值模拟研究,计算的静叶模型包括一个静叶通道,分布在静叶前缘六排共计131个气膜孔,以及与气膜孔相连接的前缘冷气内腔.计算采用CFX5商业程序,主要研究了叶片前缘,尤其是滞止线附近的气膜冷却效果、传热及冷气喷射对气动性能的影响。通过对原始设计的计算结果进行分析,本文给出了针对静叶前缘气膜冷却结构的优化设计,优化设计重新调整了静叶前缘某几排气