低滞后刷式密封泄漏流动数值模拟及结构优化

基于多孔介质模型,采用计算流体力学软件Fluent对常规、低滞后矩形及翼型3种刷式密封泄漏流动特性进行数值模拟,结果表明:相比于常规刷式密封,矩形刷式密封迟滞性并没有得到改善,翼型刷式密封在降低迟滞性的同时泄漏量却大大增加。为改进低滞后刷式密封的性能,提出背板轴向间隙的概念,并研究背板轴向间隙对低滞后刷式密封泄漏流动特性的影响,结果表明:在前后压比一定的条件下,泄漏量与轴向间隙成正比,而泄漏增加量与轴向间隙成反比,且均在轴向间隙较小时变化较明显;相较于矩形刷式密封,轴向间隙密封随着轴向间隙的增大,背板处压力值除在保护高度区域内略有提高外,在其他区域均明显下降,且轴向间隙由0增大到0.1 mm时的压力下降效果最明显。

强化换热管型对超声波传播特性及空化效果的影响

目前对于超声波除垢效果影响因素的研究主要局限在超声波参数和换热介质参数两方面,而对于管道几何结构对超声波除垢效果影响的研究少有报道。为解决这一问题,通过自制超声波实验台分别采用圆管、波纹管、螺纹管和横纹管测量不同管道入口和出口处的声强和空化噪声积分数,对超声波在不同管道中的传播特性和空化效果进行了分析,并深入分析了影响机理。结果表明,管道的几何结构对超声波传播特性和空化效果有着明显影响,相比于圆管,超声波在强化换热管中的传播特性较差,但是由于湍流强度的增加,超声波在横纹管和螺纹管中的空化效果要优于圆管,而波纹管中由于过高的湍流强度空化效果反而比圆管差。

椭圆滑动轴承油膜厚度对汽轮机振动的影响

为了满足汽轮机对滑动轴承稳定性的高要求,利用Ansys软件分析椭圆滑动轴承油膜厚度对汽轮机振动的影响.首先将UG软件建立的物理模型导入icem软件中进行网格划分,再利用Ansys中CFX模块计算不同油膜厚度下椭圆滑动轴承的油膜压力分布,在Mechanical模块中,分析不同油膜厚度下的油膜特性及其对轴承振动幅值的影响,以实现在Ansys中多物理场的耦合分析.结果表明:汽轮机运行中存在合理区域的油膜厚度,使得汽轮机的振动幅值在允许值内;在相同条件下,椭圆滑动轴承比圆柱轴承的稳定性更好.

超声空化对污垢沉积特性影响的数值研究

在超声波防垢过程中,超声波的传播以及空化效果会受到流体及超声波参数的影响,析晶污垢的沉积特性也会随之发生变化。对此,采用FLUENT数值模拟与实验参数相比对的方法研究了不同流体速度、超声波频率下超声空化对CaSO_4析晶污垢剥蚀的影响。结果表明:同频率条件下,增大流速超声空化对污垢的剥蚀效果减弱;同流速条件下,增大超声波频率超声空化对污垢的剥蚀效果减弱。将空化效应引起的剥蚀率代入污垢的沉积过程,得到超声波频率对污垢沉积特性的影响,随着超声波频率的增加,污垢净沉积率增加、污垢热阻变大。

三油楔滑动轴承油膜压力特性及对转子稳定性的影响

采用CFD软件、考虑黏性流体有旋性的SST湍流计算模型和N-S方程研究了三油楔滑动轴承的油膜压力特性,分析了三油楔滑动轴承对汽轮机转子稳定性的影响,并对三油楔滑动轴承、圆柱轴承与椭圆轴承的油膜压力特性进行了对比分析.结果表明:在相同油膜厚度和进口压力下,三油楔滑动轴承比圆柱轴承和椭圆轴承具有更好的稳定性,不容易出现油膜震荡和失稳现象;在相同油膜厚度和偏心率下,椭圆轴承的承载能力大于三油楔滑动轴承的承载能力,但三油楔滑动轴承更有利于汽轮机转子和机组的稳定运行.

挡风墙对小型间接空冷塔性能影响的数值模拟

侧风对间接空冷塔会产生不利影响,尤其对小型空冷塔,如用于地热发电和太阳能发电的空冷塔(高度低于30 m)的影响更为严重。对此,采用Fluent软件模拟了不同侧风速度下小型空冷塔内外空气流场、散热效率及温差的变化情况,提出在小型空冷塔内加装挡风墙,并对其进行数值模拟。结果表明:加装挡风墙后,空冷塔内外的空气流场分布得到了明显改善,可以有效地降低侧风影响;尤其在侧风速度>12 m/s时,散热效率随着风速的增加而提高。

基于数字温度传感器的电缆故障在线监测及火灾预警系统

电缆故障在线监测及火灾预警系统是为防治电缆沟、槽火灾而专门开发研制的。它采用当今先进的通信技术、微处理技术、数字化温度传感技术、水位测量技术、感烟技术及专门设计的低温、强电场、潮湿环境运行技术,经现场反复实验证实,系统可有效地克服电缆沟内强电场干扰,完整、安全、可靠地把数据传送至监视终端。

滑动轴承间隙对转子稳定性的影响

通过CFD软件计算N-S方程的方法来研究滑动轴承的油膜特性,它比Reynolds方程更能真实反映实际的油膜特性。建立不同的滑动轴承间隙模型,导入CFD软件计算,分析不同轴承间隙对转子稳定性的影响。模拟表明,不同轴承间隙对旋转机械转子稳定性起着非常重要的作用。

考虑参数不确定性的板结构振动响应统计分析

在考虑参数不确定性的实际结构动力系统中,确定激励作用下的响应也必然具有随机性特征,其统计特征的获取是随机结构动力系统振动分析的难点问题。针对动力系统的随机响应,在系统不确定性特征参数均服从Gauss分布条件下,基于Fourier-Hermite多项式展开,通过广义模型降维、多重Gauss-Hermite数值积分的方法确定其展开系数,进而获得系统响应逼近的显式正交多项式函数形式,并嵌入局部MCS模拟,形成随机振动系统统计分析方法,以获得系统响应统计特征。进而针对板结构,利用FEM建模,并基于提出的方法开展原点振动响应统计分析,其数值仿真结果表明:提出的方法可获得与直接MCS模拟较一致的分析结果,能够获得随机板结构振动响应统计特征,并基于离散刚度边界的FEM网格细化预测连续刚度边界的随机板结构振动响应统计特征。

基于两相流三油楔滑动轴承的油膜特性分析

运用CFD模拟软件中的多相流模型、SST湍流模型求解Navier-Stokes方程,研究三油楔滑动轴承的油膜特性。建立三油楔滑动轴承的几何模型,通过合理的网格划分,采用CFD软件计算分析三油楔滑动轴承中3个油楔内润滑油的油膜特性及其气穴分布特点,研究转速、润滑油黏度对润滑油气化的影响,并与未考虑两相流的三油楔轴承的油膜特性进行对比分析。结果表明:两相流模型更能真实反映实际的油膜特征;转速高、润滑油黏度大越容易产生气化现象;黏度对主承载区的影响较大,而转速对非主承载区的影响较大。

汽轮机冷端系统运行优化及故障诊断系统

针对汽轮机冷端系统运行中存在的问题,通过在线监测其运行状态,利用适当的优化方法,对冷端系统的有关设备的运行方式进行优化,并利用BP网络对凝汽器低真空原因进行分析诊断,给出故障处理对策和运行操作指导。通过优化操作,减少损失,提高机组的经济性,保证机组在最佳状态下运行。

基于场协同理论的强化管换热效果分析

在湍流工况下,分别对圆管、横纹管、波节管和波纹管的换热效果进行数值模拟。应用场协同理论对数值模拟的结果进行分析,结果表明:各种换热管的努塞尔数和综合性能系数均随雷诺数的增加而增加,而场协同数则随雷诺数的增加而减小;当雷诺数较大时,各换热管的场协同数逐渐趋于定值;相同雷诺数下,横纹管的各项指标最高,而圆管最低。因此在相同工况下,应优先选择横纹管作为换热器中的强化换热管。

超声波防垢和除垢技术的应用及其空化效应机理

阐述了超声波防垢和除垢方法的优缺点,根据超声波防垢和除垢设备在国内的使用现状,分析了超声波防垢、除垢的空化、活化、剪切、抑制等效应,以空泡的发生、生长、溃灭为主线揭示了超声波空化效应的机理。

汽轮机动静间隙对经济性与安全性的影响

分析了汽封间隙对机组振动的阻尼作用及其阻尼系数与振幅的关系。根据分析可知,汽封间隙不仅影响机组经济性,而且对机组振动也有很大的阻尼作用。

基于热力学方法的给水泵性能曲线计算

根据现场采集的汽动给水泵运行数据,利用ISO5198中提出的热力学方法计算得出了给水泵的各项运行性能参数,又通过最小二乘法回归分析得到运行中锅炉给水泵的性能曲线。这些曲线不仅为给水泵运行性能考核提供依据,也为整个机组经济性的分析提供了依据。并通过实例证明了该方法用于电厂运行条件下的试验,可操作性强,简单方便,同时经过误差分析,试验结果以及计算结果满足要求,证明了此计算方法是确实可行的。

强化换热管内超声空化影响因素的数值研究

利用FLUENT软件对超声波空化效应的影响因素进行了数值模拟。采用二维管道，对比研究了不同长度处的声压及其汽合率后，得出结论：频率20kHz的超声波对圆管能够作用的最大长度在4．0～5．0m之间，最佳的空化长度为4．0m，当超过4．0m时由于超声波衰减严重，空化效果变差；当声强不断增大时，管内整体的汽含率却越来越小，此时的空化效果会变差。对于不同的管道类型，由于横纹管的几何结构更容易汽泡的产生，故而其超声空化效果也最佳。

运转参数对可倾瓦轴承油膜特性的影响

为了确定汽轮机运行时运转参数对汽轮机可倾瓦轴承油膜特性的影响,以四瓦可倾瓦轴承为例,采用Pro/E建模,选用湍流SST三维模型,考虑到瓦块间隙及瓦块相互之间的影响,采用ANSYS模拟出进口油压、进口油温、偏心距、轴颈转速对四瓦可倾瓦轴承油膜特性的影响。结果表明:进口油压对油膜特性影响较小,进油温度、轴颈偏心距、轴颈转速对汽轮机可倾瓦油膜特性影响较大,故在运行中应严格监控这3个参数。

汽轮机可倾瓦轴承油膜特性研究

为了研究汽轮机可倾瓦轴承的油膜特性,采用Pro/E建模和ANSYS模拟,选用计算三维模型的湍流SST模型,考虑到瓦块间隙及瓦块相互之间的影响,分析并比较不同瓦数可倾瓦轴承油膜流场的变化,得到可倾瓦油膜特性规律:对于某个瓦块,每个瓦块上的油膜形成一个正压极值中心,且随着瓦块数增加,极值中心向轴瓦支点处偏移,使瓦块上形成两个压力极值。瓦块温度分布较平稳,油膜出口处温升较大;随着可倾瓦瓦块数增加,油膜压力峰值逐渐减小且瓦块之间的油膜压力峰值差减小并趋于平稳,不同轴瓦间油膜温度变化较小。润滑油温升对油膜影响较大,汽轮机运行中可倾瓦四瓦轴承比较稳定,但应严格控制润滑油温升。

汽轮机转子挠曲对滑动轴承油膜特性的影响

采用Pro/E建模,利用ANSYS的SST三维湍流模型和JFO边界条件,分析汽轮机转子挠曲变化对滑动轴承油膜特性的影响。结果表明:该方法与基于Reynolds方程的理论分析方法得到的油膜沿周向压力分布规律基本相同,验证了该方法的合理性与有效性;随着汽轮机转子挠曲的增大,油膜承压中心向轴内侧偏移,收敛的楔形油膜区呈现高压且最高压力逐渐增大,发散的楔形油膜区呈现负压且最低负压逐渐减小,正负压差逐渐增大,进而引起油膜分布不均,使油膜容易破裂、刚度变差、稳定性变差。

汽轮机组振动幅值与轴承载荷及油膜刚度之间的关系

汽轮发电机组振动的幅值与轴承所受载荷及油膜刚度有关 ,而油膜刚度的变化又会引起轴颈与轴瓦之间的摩擦。根据转子动力学及润滑理论 ,对振幅与轴承载荷及油膜刚度之间的关系进行了分析 ,得到如下结论 :轴承载荷增加 ,油膜刚度增大 ,轴颈与轴瓦之间摩擦程度增加 ,振动幅值减小。