水内冷转子进水支座运维和检修关键点研究

随着双水内冷发电机和调相机的应用日趋广泛,进水支座区域的冷却水漏水是运维人员面对的主要问题之一。文章介绍了采用水封处红外测温、调节螺栓处设置码盘、开发专用检修工具等方式,保持双水内冷发电机在超过二十年的运行时间中未发生因进水支座区域漏水导致的跳机故障。相关方法对运维人员具有一定的借鉴作用。

首次应用电去离子技术成功解决双水内冷发电机内冷水水质控制问题

本文将超纯水领域的电去离子（EDI）技术首次应用于内冷水处理,成功解决了双水机组内冷水水质控制这一难题。该方法相对已有的处理方法,其调控能力更强、更灵活方便、更有效。内冷水水质指标达到DL/T801-2002《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》和DL/T1039-2007《发电机内冷水处理导则》要求（电导率≤2.0μS/cm,含铜量≤40μg/L,pH值7.0~9.0）。

活塞开式内冷油腔振荡流动传热特性研究

采用商用软件FLUENT的动网格技术和多相流模型对某活塞开式内冷油腔中的振荡流动特性与传热特性进行了模拟研究,揭示了机油通过率、充油率和换热系数随转速、冷却机油流量的变化规律.结果表明：机油通过率在60％～80％左右;机油填充率与转速和机油流量密切相关;内冷油腔平均换热系数随转速的提高而迅速增大;油腔中机油填充率过多或过少都会导致换热性能的下降.选取50％的机油填充率,可在保证活塞振荡传热效果的前提下,降低了冷却喷嘴的机油流量.

浸润式与强迫内冷结合的蒸发冷却汽轮发电机定子三维温度场计算

汽轮发电机定子采用浸润式与强迫内冷结合的新型蒸发冷却技术优越于传统的其它冷却方式,可以为电机的运行提供安全、可靠和高效的绝缘及冷却效果,相应地有必要对定子温度场进行准确的计算分析以满足进一步应用的要求。该文以1台应用该冷却系统运行的50MW汽轮发电机的定子为研究对象,首次建立了较完整的定子三维温度场的仿真数学模型,采用数值模拟与试验对比分析的方法,对定子绕组内冷、负荷变化以及冷凝器工况等因素对电机温度场的影响进行了研究,得到了新型蒸发冷却电机定子温度场的分布规律。仿真结果与试验数据吻合较好,为蒸发冷却技术在大型汽轮发电机中的进一步应用提供了理论依据。

卧式煤无烟燃烧锅炉炉内冷态流场的数值模拟

煤无烟燃烧技术是一种将移动床煤气发生炉与层状燃煤锅炉有机地结合在一起的复合燃烧技术。撞击流技术被创造性地应用于所开发的煤无烟燃烧锅炉的二次风系统中,其目的是在炉内形成稳定的湍流流动,加强炉内的混合、燃烧与传热, 同时实现炉内的消烟与除尘。该文采用e-k双方程湍流模型,用SIMPLE算法进行炉内三维流场的计算,模拟结果定性地体现了撞击流的特点,揭示了卧式煤无烟燃烧锅炉的运行机理。

增压柴油机活塞内冷油道对热负荷影响的研究

针对某增压柴油机,使用有限元法研究了内冷油道对活塞温度分布、应力分布和变形分布的影响。为保证边界条件的合理性,通过计算流体力学(CFD)软件模拟计算得到内冷油道的边界条件。采用硬度塞法实测活塞若干点的温度值,验证了模拟计算结果的合理性。有限元计算结果表明:在活塞上加开内冷油道可以使其顶部温度降低约43℃;合理的内冷油道位置可以有效降低局部的高温和应力,当活塞内冷油道位置轴向移动5mm时对活塞顶部温度影响最大,可使其温度变化幅度达10℃左右,最大应力值增加7~11MPa。内冷油道位置的改变主要影响各部分变形的大小,对其分布规律影响不大。

浸润式混合强迫内冷的蒸发冷却汽轮发电机定子三维温度场的仿真分析

汽轮发电机采用定子浸润与强迫内冷的蒸发冷却方式优越于传统的其它冷却方式,可以为电机的运行提供安全、可靠和高效的绝缘及冷却效果,相应的温度场分析计算值得深入研究。本文以一台50MW汽轮发电机的定子为研究对象,首次提出了完整的采用铁芯浸润式与强迫循环绕组内冷结合的蒸发冷却电机的定子三维温度场的仿真计算模型,并分析了负荷变化以及定子绕组内冷对电机温度场的影响,对仿真计算与试验的结果进行了对比分析,为更大容量蒸发冷却汽轮发电机的设计、制造提供了理论依据。

基于LabVIEW和OPC技术的蒸发冷却内冷电机数据监测系统

蒸发冷却电机因其优越的冷却性能,在大型电机研究领域受到越来越多的关注。在其实验研究和实际运行过程中,实时的数据监测都至关重要。文中以LabVIEW为平台,开发了基于OPC技术的蒸发冷却内冷电机数据监测系统。该监测系统针对蒸发冷却内冷电机的特点,可实现实时数据采集、数据显示、数据分析处理、数据存储等功能,具有良好的可扩展性。

柴油机活塞二阶运动对内冷油腔机油振荡流动与传热的影响

柴油机活塞的二阶运动不仅影响活塞侧击力、摩擦磨损、机油耗和漏气量,而且还对活塞内冷油腔内机油的振荡流动与传热性能产生影响。在活塞动力学与运动学分析的基础上,结合活塞内冷油腔内的振荡传热性能模拟试验结果,采用计算流体力学仿真方法,建立了包含往复运动与二阶运动的计算流体力学仿真模型,研究了活塞二阶运动对内冷油腔内机油的振荡流动与传热性能的影响规律。研究结果发现,二阶运动的径向运动主要影响内冷油腔中机油的振荡流动,偏摆运动主要影响内冷油腔的瞬时换热性能。二阶运动使内冷油腔的瞬时充油率降低,循环平均降低4.6%。对油腔壁面的瞬时换热性能影响很大,最大的变化幅值为24.9%。对于整个换热过程,虽然充油率降低,但平均换热系数变化不大。因此,二阶运动对内冷油腔综合换热性能的影响可以忽略不计。该研究可为耐高温高强度铝合金活塞的设计提供理论和技术参考。

基于活塞传热与强度分析的内冷油腔的优化

采用内冷油腔冷却可显著加强活塞的传热,但也会影响活塞头部的强度。为系统研究活塞结构与位置参数对活塞传热与结构强度的影响,优化内冷油腔的型式与其在活塞中的位置,以一款高压共轨柴油机活塞为研究对象,结合活塞的温度场测试,建立了活塞流固耦合传热有限元模型,对活塞的传热与结构强度进行了分析。在此基础上,采用正交试验设计法,分析内冷油腔的型式、距顶面距离和表面积3个因素对活塞传热与强度的影响。结果表明:3个因素对最高温度的影响基本相当,但其中表面积的影响最大,距顶面距离稍小,型式的影响最小。适当减小油腔的表面积可改善活塞顶面受热和油腔、回油孔和销座位置的应力集中,并减小变形量。

电动汽车用油内冷永磁轮毂电机三维温度场分析

根据外转子式轮毂电机的结构及变压器油的物理特性,提出油内冷轮毂电机冷却方式。以实际样机为例,在传热学理论和有限元方法的基础上,对轮毂电机各部件间的导热系数和散热系数进行了计算,并分别建立了采用自然冷却和油内冷冷却方式轮毂电机的3-D温度场有限元分析模型。基于所建立的模型,计算并得到了不同冷却方式下轮毂电机各部件的温升曲线和温度场分布。通过计算结果与实测数据的对比分析,验证了有限元分析的正确性和油内冷冷却方式的有效性和实用性。

300MW汽轮发电机定子绕组蒸发内冷的实验研究

本文重点介绍 30 0MW(30万千瓦 )汽轮发电机定子绕组内部蒸发冷却的模拟实验。阐述了实验原理 ,模型的建立 ,数据的采集等问题 ,并对结果进行了初步的分析。实验的目的是为了取得定子绕组空心导线内流体的温度分布 ,并粗略估计出蒸发点的位置 。

活塞内冷油腔的振荡传热特性及位置的研究

以一款非道路用高压共轨柴油机铝合金活塞为研究对象,在试验测试的基础上建立了活塞-内冷油腔耦合传热数值仿真模型,研究了发动机循环过程中内冷油腔的振荡传热特性,分析了内冷油腔位置对活塞温度场和热应力场的影响规律。研究结果表明:在发动机循环过程中,内冷油腔壁面换热系数随油腔中机油分布规律周期性变化;内冷油腔靠近活塞顶面和环槽底面时,能显著降低活塞最高温度及一环槽温度,内冷油腔设计时应在结构强度允许范围内,尽量靠近活塞顶面和环槽底面;内冷油腔过于靠近活塞壁面时,活塞第三环槽及内腔顶面区域出现较大的局部热应力。

质合金内冷钻头三维参数化建模研究

针对硬质合金内冷钻头结构复杂、尺寸多、建模难度大的问题,进行三维参数化建模,在UG软件中建立了三维参数化设计系统。按照设计参数,首先将端刃截形沿螺旋线扫掠,生成内冷钻头的螺旋槽模型。其次,与传统麻花钻的钻尖仅包含单曲面或双曲面不同,内冷钻头的钻尖包含了第一后刀面、第二后刀面等多个曲面;根据端刃第一后角、第二后角、Gash角等具体参数,建立了第一后刀面、第二后刀面、Gash面等钻尖曲面的模型。在细节处理部分,退刀槽由光滑曲面过渡衔接而成,难以通过数学模型的方式进行建模,利用UG强大的曲面造型功能,使用桥接曲线、网格曲面等操作,生成了过渡自然的退刀槽模型。运行实例表明,硬质合金内冷钻头三维参数化设计系统能够根据设计需要快速完成三维模型的建立,生成的模型准确描述了螺旋角、端刃后角、Gash角等关键参数,在退刀槽等细节部位过渡自然,实现了硬质合金内冷钻头三维模型的精确表达。

内冷式搅拌法制备不同铝合金半固态浆料工艺研究

采用内冷式搅拌法制备了A319、A356、A380、ZL203、7075等5种牌号铝合金的半固态浆料。研究了内冷搅拌速度、内冷块/铝液质量比、铝液温度对A319半固态浆料显微组织的影响。结果表明：提高内冷搅拌速度不仅能提高初生琢-Al相圆整度,还具有晶粒细化效应。在内冷块/铝液质量比为3%、铝液温度为615℃以及内冷块/铝液质量比为5%、铝液温度为615-625℃条件下均可以制备出组织良好的半固态浆料,显微组织中初生琢-Al相平均晶粒尺寸和形状因子分别可以达到61-71滋m和0.68-0.73。分析了内冷式搅拌法制备铝合金半固态浆料过程中球状晶的形核及长大过程。

带肋和气膜孔内冷通道换热机理研究

采用SST k-ω紊流模型,求解三维N-S方程,对带90°肋和气膜孔的矩形通道在入口雷诺数为5×104,气膜孔总出流比为0.22、0.14、0.09和0时进行了换热特性的数值模拟。分析了扰流肋和气膜孔出流使换热增强的机理。结果表明,带肋和气膜孔的通道流场非常复杂,肋和气膜孔出流都会使换热增强。单独带气膜孔的通道,气膜孔出流对上游边界层有抽吸作用,使边界层变薄,导致气膜孔上游区域换热增强;抽吸同时使上游流体发生向下的弯转,冲击气膜孔下游表面,导致气膜孔下游区域换热增强;单独带肋的通道,肋的扰流使换热显著增强;同时带肋和气膜孔的通道,肋是换热强化的主要因素,气膜孔的出流对换热影响较小。

射流冲击对内冷通道侧壁面换热特性影响研究

建立了前缘梯形内冷通道的放大模型,结合斜射流冲击冷却进行试验测量,研究通道内壁面的换热特性,并结合流场测量结果进行换热分析,更好地理解此类受限通道内冲击冷却的强化换热机理,为更高效的内冷通道设计提供参考。使用热电偶对出流侧壁面温度进行了详细测量,研究射流角度、横流和射流雷诺数对其Nu的影响规律。结果表明:出流孔的抽吸作用会强化孔排上方和下方边缘附近壁面的换热;射流入射角度的增加使出流孔上方壁面的Nu峰值对横流强度变化的敏感度提高;横流会削弱侧壁面上Nu峰值,且对出流侧壁面的不同区域换热情况的影响位置不同;射流雷诺数的增加将大幅提高整个出流侧壁面的换热能力,但对其换热特性规律不会产生影响。

基于Fluent的高速内冷铣削加工区数值模拟

针对高速内冷铣削加工区流场内流体流动的复杂性,应用计算流体力学软件Fluent对高速内冷铣刀切削加工区的速度场和压力场进行研究,得到了不同冷却介质、铣削转速和不同直径的铣刀铣削同一孔径时的速度场与压力场分布,为进一步研究流场对高速内冷铣削加工区刀具寿命和工件质量的影响提供理论依据.

层板内冷通道辐射换热影响

分析了层板换热过程,使用了"去除复杂表面"和"无限大平板"等假设,给出了该假设下层板内腔辐射换热计算公式.又以一特定几何结构的层板模型为例,使用了3维流体力学计算程序求解了流-固耦合情况下的层板内部换热过程,研究了其在4种航空发动机典型工作状态下,内冷通道中的对流和辐射换热情况,得到了辐射与对流换热强度之比θ随冷气入口Re数和燃气加热功率的变化曲线,并对该曲线进行了指数拟合.建立了一套快速简捷计算层板内腔辐射状况的方法,为层板内腔换热研究是否应该忽略辐射,以及对层板冷却效果的修正,提供了一定的判断和计算依据.