透平机械叶轮偏心汽流激振不均匀流场研究

摘要

随着大功率旋转机械在工业生产中的广泛应用，汽流激振现象越来越普遍。汽流激振是由于不均匀流场对转子作用而引发的。本研究主要内容是偏心不均匀流场的分布和汽流激振力形成机理。
　　 研究过程包括在考虑围带影响的基础上，构建4种不同偏心量的汽轮机调节级三维模型；在高性能计算服务器的帮助下，从流场的角度对三维偏心汽轮机汽流激振进行了仿真和分析；最后对不同工况下的流场进行对比分析，发现汽流激振力的形成和变化规律，以及对转子轴系的影响。为了使结果清晰明了，尝试性地对空间三维坐标进行坐标转换，并对数据进行了横纵对比。
　　 通过对CFD计算结果进行处理和分析，发现：
　　 (1)横向比较发现，随着偏心量加大，在小间隙处，流场的压力分布会增高，而在大间隙处，流场的压力分布会减弱，整个压力流场波动符合正弦函数分布。
　　 (2)纵向比较发现，围带处流场不但呈现出规则的正弦分布，而且会有规则的小幅波动现象发生。
　　 (3)汽流激振力中的压力分量远大于切向力分量。通过合成后发现，压力分量和切向力分量都会促进转子发生正向涡旋。对汽流激振力进行径向分解发现，垂直于偏心方向的分量会诱发正向涡旋，而平行于偏心方向的分量会促使转子偏离的轴心回归设计轴心。
　　 (4)随着偏心量的加大，汽流激振力也成线性增加。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

2 汽轮机调节级模型选取及预处理

3 汽轮机调节级三维流场数值模拟

4 偏心流场特性与转子受力分析

5 本文总结与工作展望

致谢

参考文献