发散冷却与槽缝射流对涡轮静叶端壁气热性能影响的研究

燃烧室壁面发散冷却气流影响下游涡轮静叶端壁的气热性能。采用数值求解三维RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方程和SST湍流模型的方法研究了燃烧室壁面发散冷却和前缘槽缝射流作用下的涡轮静叶端壁流动结构和传热冷却特性。分析了3种发散冷却流量质量比和3种前缘槽缝射流质量流量比下的涡轮静叶端壁绝热冷却有效度、静叶叶片泛冷却特性和叶栅流动结构。研究表明:在3种发散冷却气质量比工况下,槽缝射流质量流量比由1.0%增加至1.5%时,整体绝热冷却有效度可至少提升60%,且叶片前缘与压力面角区也得到充分冷却;发散冷却质量流量比增加会改善叶栅出口下游部分端壁冷却效果。上游发散孔流量大于下游孔且槽缝吸力面侧局部吹风比高于滞止点附近位置,发散冷却与槽缝射流流量增加能够减小冷却气流量局部差异。发散冷却与槽缝射流流量增加会削弱马蹄涡,增强空腔涡,并对二次涡产生影响,从而改变冷却气流覆盖特性;提高冷却气流量会使总压损失增加。静叶端壁气热性能的研究需要考虑上游燃烧室壁面发散冷却的影响。

发散冷却和前缘槽缝射流作用下涡轮静叶端壁流动结构的研究

数值研究了无发散冷却与3种发散冷却气质量流量比下的涡轮静叶端壁附近涡结构、总压损失系数和端壁、叶表绝热冷却有效度以及两种冷却气在端壁上的流动结构。研究表明:发散冷却气质量流量比由5%增加至7%时,进口截面端壁附近的总压峰值升高3.7%,峰值区流体在叶片前缘滞止后向上卷起形成冲击涡;发散冷却流量增加会增强冲击涡而吸力面角区涡对被削弱。低流量冷却气会使整体总压损失降低,而发散冷却气质量流量比由5%升高至7%时总压损失增加4.5%。发散冷却气注入时,冲击涡会将冷却气携带至叶表,在压力面形成显著的泛冷却效果;发散冷却气质量流量比增加至7%会使冲击涡纵向伸长并分裂出三次涡。发散冷却贡献占比的计算结果表明,边界层分离线上游端壁由槽缝射流冷却气覆盖,而叶表和下游端壁的冷却由发散冷却主导。静叶端壁流动结构受到上游燃烧室内壁发散冷却的显著影响,并将改变端壁冷却特性。

燃烧室出流条件对涡轮静叶端壁流动结构和传热冷却特性的影响

论文数值研究了不同燃烧室旋流器时序位置与旋流方向工况下,涡轮静叶叶栅气动特征,端壁附近流动结构,总压损失系数和端壁、叶表传热与冷却特性以及冷却气的流动趋势;建立了双环预混旋流器(TAPS)燃烧室简化模型,将其与涡轮第一级静叶叶栅进行整体数值计算。研究表明:本文计算采用的TAPS燃烧室模型旋流器出口旋流数为0.71,可以代表典型贫油预混燃烧室流动特征;火焰筒内壁发散冷却气会在静叶端壁附近形成高总压区,燃烧室旋流使中间叶展位置总压降低;正向旋流会在叶片前缘处分为两股,反向旋流则全部流入一个叶栅通道;燃烧室旋流冲刷会显著提升叶片吸力面上游换热强度,正向旋流会对下端壁压力面侧的冷却效果产生负面影响;槽缝射流局部吹风比在滞止点处最低,但旋流器正对叶片前缘时,旋流会削弱滞止点的影响;静叶端壁流动结构与传热、冷却特性受到燃烧室出流条件的显著影响,在进行叶栅气动性能优化与冷却结构设计时需对其加以考虑。

基于新型相变蓄热电暖器移峰作用的综合能源优化运行

针对热电联供型综合能源系统的优化运行问题,本文引入一种新型的相变蓄热电暖器蓄热储能系统,建立了含光伏、风电、微型燃气轮机、蓄热电暖器和储能电池的优化模型;以增加新能源消纳、降低系统运行成本为目标,运用混合线性整数规划方法,利用YAMLIP工具箱和CPLEX进行求解;在算例中对比了2种不同场景的热电联供型综合能源系统运行方式,验证了本文所提模型的可行性和经济性,探索了新型装备增强热、电耦合的可行性。结果表明,含蓄热电暖器的热电联供型综合能源系统能够有效降低成本,利用蓄热电暖器的热惯性可以起到很好的移峰作用,增加可再生能源的消纳。

汽轮机低压缸零出力流动与温升特性数值研究

小流量下汽轮机低压缸末级内部流动与温升现象十分复杂,为火电调峰与低压缸零出力改造带来挑战。为此,以某电厂汽轮机低压缸为研究对象,建立了低压缸五级叶栅单通道流场计算模型,数值研究了不同工况下低压缸工作性能、流动结构与温升特性。结果表明:当低压缸通流流量降低至设计工况的3.84%时,低压缸无法输出功率;流量很小时,低压缸进入鼓风状态,末级叶栅出现下端壁分离区、静叶分离区、机匣环面涡、末级动叶涡等流动结构,且在末级叶栅转-静间隙叶顶位置出现显著鼓风加热现象;流量降低至设计工况的2.23%时,末级静叶、动叶表面平均温度分别升高219.6 K与243.7 K。鼓风状态下,低压缸工作性能、内流结构均会发生显著变化,末级叶栅内温度升高使叶片工作环境恶化,机组小流量运行需对其加以考虑。

对中国版“神夏”《平原上的夏洛克》中角色“超英”的文化解读

电影《平原上的夏洛克》主要讲述了“超英”与同伴为了正义追凶的故事。本文对这部影片中角色“超英”进行人物形象的文化解读,具体阐述影片体现出的中国人的人文主义精神。

面向配电物联网的智能断路器设计

断路器作为电力系统继电保护的重要元件之一,在配电物联网中具有广泛的应用场景。针对传统的断路器在监测故障和智能化分析方面存在严重的缺陷,文中提出一种无线智能断路器的设计方案。该断路器集状态监测、保护校验、一键开合闸功能于一体,有效弥补了二次回路保护装置物联网技术的空白。最后,分别在现场和实验室对该装置进行了测试,测试结果表明该装置性能良好,可有效减少检修工作,具有巨大经济、社会效益。

电力物联网环境下的直流剩余电流检测与保护技术

随着电力物联网的发展,越来越多的新能源、直流负荷接入电网,给电网带来了大量的谐波及高频、直流剩余电流,因此剩余电流的检测与保护技术面临着极大的考验。首先分析了大量电力电子设备投入电网后剩余电流的变化,说明了磁调制式的直流剩余电流检测技术原理,从简化调节电路的角度出发,提出一种基于感应电压极值时间的直流剩余电流检测技术,根据感应电压达到极值的时间计算得到直流剩余电流,并对此方法设计保护阈值设定的方案,通过阈值的自适应调整,保证保护动作的可靠性与灵活性。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台验证该方案的可行性与优势。

燃气涡轮高负荷叶片冷却掺混损失研究

本文整理了近几年涡轮叶片气膜冷却掺混损失模型的发展历程和趋势,通过数值模拟的方法研究了吹风比以及孔排位置对于燃气涡轮高负荷叶片冷却掺混损失的影响,分析各部分气动损失的变化规律,结果表明,气膜冷却引起的掺混损失随吹风比迅速增加,前缘区域更为明显,高吹风比时不可忽略;吸力面的掺混损失要整体高于压力面,且越靠近前缘位置气膜冷却造成的损失就越大,为后续各个影响因素的整合,损失模型的深入研究提供了数据支持。