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透平机械叶轮偏心汽流激振不均匀流场研究
作 者: 翟俊海
导 师: 丁学俊
学 校: 华中科技大学
专 业: 制冷及低温工程
关键词: 汽流激振 汽流激振力 转子偏心 轴系稳定性、三维非稳态流场
分类号: TK261
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
随着大功率旋转机械在工业生产中的广泛应用,汽流激振现象越来越普遍。汽流激振是由于不均匀流场对转子作用而引发的。本研究主要内容是偏心不均匀流场的分布和汽流激振力形成机理。研究过程包括在考虑围带影响的基础上,构建4种不同偏心量的汽轮机调节级三维模型;在高性能计算服务器的帮助下,从流场的角度对三维偏心汽轮机汽流激振进行了仿真和分析;最后对不同工况下的流场进行对比分析,发现汽流激振力的形成和变化规律,以及对转子轴系的影响。为了使结果清晰明了,尝试性地对空间三维坐标进行坐标转换,并对数据进行了横纵对比。通过对CFD计算结果进行处理和分析,发现:(1)横向比较发现,随着偏心量加大,在小间隙处,流场的压力分布会增高,而在大间隙处,流场的压力分布会减弱,整个压力流场波动符合正弦函数分布。(2)纵向比较发现,围带处流场不但呈现出规则的正弦分布,而且会有规则的小幅波动现象发生。(3)汽流激振力中的压力分量远大于切向力分量。通过合成后发现,压力分量和切向力分量都会促进转子发生正向涡旋。对汽流激振力进行径向分解发现,垂直于偏心方向的分量会诱发正向涡旋,而平行于偏心方向的分量会促使转子偏离的轴心回归设计轴心。(4)随着偏心量的加大,汽流激振力也成线性增加。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 1 绪论 8-18 1.1 叶轮偏心汽流激振研究背景和意义 8-9 1.2 汽流激振国内外研究进展 9-17 1.3 本文任务和内容 17-18 2 汽轮机调节级模型选取及预处理 18-29 2.1 调节级几何参数和蒸汽物性 18-22 2.2 物理模型预处理 22-28 2.3 本章小结 28-29 3 汽轮机调节级三维流场数值模拟 29-36 3.1 流体力学N-S 方程组 29-30 3.2 湍流模型 30-32 3.3 网格模型的选取 32-33 3.4 Fluent 仿真过程 33-34 3.5 Fluent 集群并行运算 34-35 3.6 本章小结 35-36 4 偏心流场特性与转子受力分析 36-65 4.1 CFD 计算结果 36-38 4.2 坐标转换与数据分析结构 38-41 4.3 云图分析 41-44 4.4 横向对比 44-53 4.5 纵向对比 53-57 4.6 汽流激振力作用效果分析 57-65 5 本文总结与工作展望 65-67 5.1 全文总结 65-66 5.2 研究工作展望 66-67 致谢 67-68 参考文献 68-71
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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 蒸汽动力工程 > 蒸汽轮机(蒸汽透平、汽轮机) > 理论
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