基于封严间隙的涡轮盘篦齿综合优化设计

为了降低涡轮盘级间封严发生碰摩的风险,同时保证封严效率不降低和涡轮盘质量不增大,对涡轮盘结构进行优化设计。利用有限元法对稳态下涡轮篦齿径向间隙进行确定性分析,结果表明:3道篦齿的间隙不同;以灵敏度分析的方式确定影响篦齿间隙与涡轮盘质量的关键尺寸,并将其作为优化的设计变量;综合考虑载荷、材料性能、尺寸参数的不确定性和转子不平衡振动进行间隙概率分析,发现第3道篦齿有碰摩的风险;建立以减小前2道篦齿间隙、增大第3道篦齿间隙和不增加涡轮盘质量为约束条件的综合优化模型,并用NSGA-Ⅱ算法进行计算。优化结果表明:篦齿发生碰摩的风险降低了99.07%,涡轮盘质量减小了0.73%,在不同压比下流量系数减小了5.39%~6.01%,证明该综合优化方法可行。

多级轴流式迷宫调压器设计及基于数值模拟的结构改进

调压器作为城镇燃气系统中的核心部件,对于天然气的运输与运用起着至关重要的作用。针对目前调压器在高压差、大流量情况下不能很好使用的现状,设计出一款轴流式迷宫活塞燃气调压器。通过多级降压的形式实现在高压差、大流量情况下自力式调节降压工作。首先运用三维建模软件Pro/E对所设计的调压器进行三维模型的建立;其次对模型进行简化处理后导入有限元分析软件ANSYS CFX里进行流场仿真分析,验证调压器符合设计要求;最后基于数值模拟的结果分析调压器在结构上存在的不足,并对其进行了结构改进,结果表明改进后的调压器有较好的应用意义。

一种新型迷宫式调节阀流场特性分析

迷宫式调节阀是超(超)临界机组直流锅炉给水旁路系统中重要部件,迷宫流道的类型和结构参数是设计迷宫式调节阀的关键,直接影响阀门内流场的分布。本文基于传统分流式和对冲式流道的流动特点,提出了一种新型碟片结构,通过CFX软件数值模拟,研究新型碟片结构在不同结构参数下阀门内流场的分布特性。结果表明:新型碟片结构具有较好的流量特性和流阻特性,流通能力优良,能够满足阀门的工作要求;碟片结构参数中,随流道深度增加,出口平均压力降低,流量和出口平均速度均呈增加趋势;随流道倒角增大,流量和出口平均速度增加,出口平均压力减小,并会使部分区域出现空化现象;随对冲流道宽度和进口宽度、出口宽度增大,流量增大,出口平均压力和速度呈下降趋势;流道深度及流道倒角对流场影响较大,对冲流道宽度和进口宽度、出口宽度的变化对阀门流场的影响程度有限。