大功率汽輪機(jī)中壓靜葉改型設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究.pdf

1、三十萬千瓦汽輪機(jī)是我國(guó)火力發(fā)電在線運(yùn)行的主力機(jī)組之一.機(jī)組中為數(shù)最多的是中壓級(jí),它們發(fā)出的功率在整機(jī)中占主要比例,對(duì)其進(jìn)行改型設(shè)計(jì),提高通流部分的流動(dòng)效率,對(duì)于節(jié)約能源具有重要意義.本文通過低速風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中壓級(jí)靜葉柵改型方案(73B)的氣動(dòng)性能,并采用數(shù)值模擬方法進(jìn)一步研究改變徑向積迭線提高流動(dòng)效率的可能性.實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容包括:(1)使用五孔球頭測(cè)針,在零度和±15°沖角下,詳細(xì)測(cè)量了由柵前至柵后八個(gè)橫截面內(nèi)氣動(dòng)參數(shù)沿葉高和節(jié)距的分布;

2、(2)在葉片表面由0.05至0.95相對(duì)葉高設(shè)置了10排靜壓測(cè)孔,測(cè)量了靜壓系數(shù)沿葉型的分布;(3)采取墨跡顯示技術(shù),顯示了葉柵壁面(包括內(nèi)、外端壁與葉片表面)流動(dòng).實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于中壓級(jí)靜葉采用吸力面最低壓力點(diǎn)較靠上游的后部加載葉型,適當(dāng)?shù)剡x擇葉型沿徑向積迭線的扭曲,在葉片表面獲得沿葉高均布的靜壓分布,這樣即可減小葉型損失,又可消除徑向二次流,使葉柵具有良好的變沖角特性以及有利靜、動(dòng)葉匹配的出口氣流角沿葉高的分布.本文實(shí)驗(yàn)證明:哈汽

3、廠對(duì)中壓級(jí)靜葉的改型設(shè)計(jì)是成功的.本文還采用商用軟件CFX-TASKflow數(shù)值模擬了原型、正彎和前掠靜葉柵中的三維流場(chǎng).計(jì)算結(jié)果表明,葉片正彎減小了上、下端壁上的橫向壓力梯度,削弱了端壁橫向二次流.葉片前掠不改變沿葉型的靜壓分布.此外,葉片的正彎和前掠分別在葉片表面沿葉高形成"C"形和反"C"形靜壓分布,在這種靜壓分布的作用下,端壁邊界層分別被驅(qū)動(dòng)進(jìn)入主流或在端壁上被加速,從而降低了端部損失.在本研究情況下,與原型比較,采用正彎和前掠