基于工业互联网平台的风电叶片生产过程管控研究

基于工业互联网体系架构及风电叶片生产过程管控要求,文章建立了设备实时信息和业务数据交互的集成机制。文章先利用物联网、云计算、大数据、互联网等技术手段,全面打通设备、生产和管理环节,再通过工业互联网平台的数据集成能力,形成OT层向IT层自下而上的信息流。系统充分考虑了工控安全防护措施,以生产数据为抓手,基于云平台业务触发从上而下的决策流,从而推动生产工序及设备流转。生产过程管控系统的应用使得生产设备在生产过程中处于全流程信息协同,大幅度降低了人为非规范操作影响,提升产品质量和制造效率。

尾迹作用下叶片表面非定常传热特性的数值分析

基于非定常RANS方程,采用尺度自适应湍流模型,模拟分析了某透平级的非定常流动与传热,研究在不同尾缘冷气射流条件下上游静叶尾迹结构的变化及其对下游动叶表面传热的影响.结果表明:导叶尾缘冷气射流对动叶表面传热的作用主要来自湍动能尾迹的传播,动叶压力面后部的时均表面传热系数提升约20%,但是动叶吸力面传热的时均值基本没有受到影响;带有冷气射流的尾迹给下游带来的扰动强度与范围更大,下游叶片表面的传热幅值波动加剧,这一特征随着冷气射流的动量比与速度比的增大而增强,动量比为1时,波动幅值相较无冷气射流工况时提高1倍.

燃气透平叶片表面流动与换热的数值计算与验证

燃气透平叶片表面温度决定于叶片内外表面的换热能力,准确预测叶片外表面换热系数是冷却结构设计的基础。本文基于通用CFD软件Fluent,分别采用定常RANS与非定常LES算法,模拟VKI-LS89叶栅的流动结构,计算表面换热系数。与实验数据对比的结果表明:定常RANS计算结合转捩模型,在表面法向网格尺度达到y+<5的条件下,结果是稳定可靠的。结合WALE近壁涡粘模型的LES,在y+≈1的条件下,亚声速下计算得到的表面换热系数是满意的,但是跨声速下,预测流动转捩位置落后,换热系数远低于实验值,误差大于转捩RANS的计算结果。采用转捩模型的RANS计算比网格密度不足的LES计算更加具有工程实用价值。

F级重型燃气轮机中冷却空气对透平气动性能的影响研究

介绍了燃气轮机透平设计的研究现状。基于F级重型燃气轮机建立模型,研究了冷却空气对透平气动性能的影响,具体包括叶型表面马赫数、径向气流角、冷气沿程温升,以及总体性能等方面。

燃气透平叶型气动与传热的优化设计

建立了一个透平叶型气动与传热优化的两步模型.第1步采用解析多项式曲线构造叶片的参数化造型,基于CFD数值模拟,通过正交设计和敏感性分析,优选几何设计参数.第2步采用贝塞尔(Bezier)曲线参数化叶型型线,以总压损失和表面热流加权函数为优化目标,调整叶型型线,获得了气动性能与热负荷较优的叶型.设计案例的结果表明:增加安装角可以降低叶片压力面热负荷;增大叶片前缘直径可以降低前缘滞止点热负荷.调整叶型的表面曲率分布,有可能推迟吸力面的转捩,弱化叶片表面的传热.两步优化法计算量小,收敛性好,具有工程应用价值.