汽輪機(jī)葉片氣動(dòng)性能優(yōu)化及成形數(shù)值模擬研究.pdf

1、在倡導(dǎo)節(jié)能減排的大背景下，汽輪機(jī)作為火力發(fā)電廠(chǎng)和工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的原動(dòng)機(jī)，其效率的提高、燃煤量減少一直都倍受?chē)?guó)內(nèi)外研究學(xué)者的關(guān)注。本文在ANSYS-CFX軟件平臺(tái)上對(duì)125MW汽輪機(jī)某一沖動(dòng)級(jí)的葉片氣動(dòng)性能進(jìn)行模擬和改進(jìn)設(shè)計(jì)，并對(duì)改進(jìn)葉型的葉片精鍛加工進(jìn)行模擬分析。主要內(nèi)容如下：
　　首先，建立125MW汽輪機(jī)某一沖動(dòng)級(jí)模型，并對(duì)模型網(wǎng)格單元數(shù)進(jìn)行考核。考核結(jié)果顯示，當(dāng)網(wǎng)格單元數(shù)為80萬(wàn)時(shí)，等熵效率、出口靜溫、軸功率、噴嘴效率誤

2、差較小。通過(guò)對(duì)比分析三種不同邊界條件與交界面形式，最終確定邊界條件為 P-Total Inlet Mass Flow Outlet和交界面模式為Frozen Rotor。
　　其次，基于ANSYS-CFX軟件，完成Turbo mode設(shè)置后，對(duì)原葉型的內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行計(jì)算分析，分析表明：靜葉等熵效率較高，動(dòng)葉前段等熵效率較低。通過(guò)對(duì)影響氣動(dòng)性能的關(guān)鍵因素進(jìn)行論述，提出對(duì)靜動(dòng)葉的前緣和尾緣橢圓率、相對(duì)節(jié)距、級(jí)間配比、安裝角等結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)

3、進(jìn)行調(diào)整來(lái)改進(jìn)通流部分結(jié)構(gòu)。通過(guò)氣動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的模擬結(jié)果對(duì)比分析，評(píng)價(jià)改進(jìn)效果。靜動(dòng)葉片前緣、尾緣改進(jìn)后，噴嘴效率提高0.56％，等熵效率提高0.41%，并且靜動(dòng)葉片表面壓力曲線(xiàn)轉(zhuǎn)捩點(diǎn)分別向后推移了四個(gè)與兩個(gè)百分點(diǎn)；靜動(dòng)葉片級(jí)間配比改進(jìn)后，典型截面的總壓損失系數(shù)降低了0.005左右；動(dòng)葉片安裝角改進(jìn)后，動(dòng)葉根部反動(dòng)度達(dá)到理想范圍內(nèi)。最終結(jié)果顯示對(duì)幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)改進(jìn)后，等熵效率提高了1.34%，達(dá)到優(yōu)化葉片氣動(dòng)性能的目的。
　　最后