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汽轮机转子动力特性的多因素分析及稳定性预测 被引量:16
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作者 曹丽华 +1 位作者 李盼 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期823-831,共9页
针对汽流激振对汽轮机转子动力特性和稳定性的影响,文中应用动网格建立三维转子涡动模型,通过正交试验完成汽流激振下转子动力特性的多因素分析,得到影响动力系数的显著因素。利用频率涡动比和有效阻尼研究了显著因素对转子稳定性的影... 针对汽流激振对汽轮机转子动力特性和稳定性的影响,文中应用动网格建立三维转子涡动模型,通过正交试验完成汽流激振下转子动力特性的多因素分析,得到影响动力系数的显著因素。利用频率涡动比和有效阻尼研究了显著因素对转子稳定性的影响规律。结果表明:涡动转子表面压力波动剧烈,汽流激振力呈非线性变化;涡动速度、自转速度、涡动半径、压比以及交互作用对转子动力特性均有一定的影响,其中涡动半径、涡动速度和压比对转子动力系数有较大的影响,而自转速度的影响较小;当涡动速度在1500~3000r/min之间,转子失稳的可能性增加。若涡动半径增加,控制涡动速度会抑制大幅低周涡动,可避免转子失稳。 展开更多
关键词 动网格 正交试验 动力系数 汽流激振 稳定性
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小容积流量下汽轮机末级流场涡流特性研究 被引量:14
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作者 徐美超 曹丽华 +1 位作者 赵金峰 《汽轮机技术》 北大核心 2019年第5期321-325,378,共6页
随着火电机组灵活性深入,汽轮机组深度调峰成为研究重点。汽轮机组深度调峰将使末级叶片长时间工作在小容积流量工况下,对末级叶片的运行安全有重要的影响。应用计算流体动力学软件CFX计算末级流场,应用速度三角形理论算法进行验证,分... 随着火电机组灵活性深入,汽轮机组深度调峰成为研究重点。汽轮机组深度调峰将使末级叶片长时间工作在小容积流量工况下,对末级叶片的运行安全有重要的影响。应用计算流体动力学软件CFX计算末级流场,应用速度三角形理论算法进行验证,分析了小容积流量工况下汽轮机末级流场的涡流特性。结果表明:20%设计工况下(0.20DCF),末级达到鼓风工况。鼓风工况下,末级通道存在由分离涡、回流涡、动静间隙涡组成的涡系。分离涡位于动叶压力面,回流涡位于动叶吸力面尾缘根部,动静间隙涡位于动叶和静叶顶部间隙处。随流量减小,涡流区域均增大。小容积流量工况下动叶出口和静叶出口先后产生逆压区,逆压区是回流涡和动静间隙涡形成的根本原因。负冲角是分离涡形成的根本原因,而在叶片顶部,由于大的扭转角,流动分离减弱。 展开更多
关键词 汽轮机 小容积流量 末级流场 涡流特性
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超低负荷工况下大功率汽轮机低压缸内温度场分布特性研究 被引量:13
3
作者 曹丽华 李禹 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期1018-1025,共8页
超低负荷下,汽轮机低压缸内的温度分布情况直接影响汽轮机的安全运行。为了更加清晰地分析蒸汽在低压缸内的温度分布特性,采用非平衡凝结流动模型、SST k-ω湍流模型对某300MW汽轮机极低负荷工况下的低压缸流场进行数值模拟,分析了整个... 超低负荷下,汽轮机低压缸内的温度分布情况直接影响汽轮机的安全运行。为了更加清晰地分析蒸汽在低压缸内的温度分布特性,采用非平衡凝结流动模型、SST k-ω湍流模型对某300MW汽轮机极低负荷工况下的低压缸流场进行数值模拟,分析了整个低压缸内蒸汽流动特性、做功能力、温度分布以及近零功率时冷却蒸汽参数变化对温度场的影响。结果表明:汽轮机在30%机组热耗验收工况(turbine heat acceptance,THA)时,末级动叶根部出现了回流。在20%THA左右时,末级已经出现了鼓风现象,动静叶顶部出现漩涡,温度明显上升,且此时末级做功为负功率输出。在近零工况下时,低压缸排汽温度与冷却蒸汽流量和冷却蒸汽温度呈线性变化趋势,与冷却蒸汽流量负相关,与冷却蒸汽温度正相关,因此需设置合理的冷却蒸汽流量和温度来控制末两级叶片的出口温度。研究成果可为超低负荷工况下汽轮机的运行提供参考。 展开更多
关键词 汽轮机 低压缸 超低负荷 温度分布
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密封结构对汽轮机转子动力特性的影响分析 被引量:13
4
作者 曹丽华 李盼 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期165-175,共11页
针对汽轮机汽流激振诱发转子失稳问题,利用动网格技术实现转子多频涡动,对不同密封结构的转子动力特性及稳定性进行研究。基于正交试验法分析了多结构参数对转子稳定的影响程度。结果表明:密封齿数、凸台数量和密封齿长均影响动力系数... 针对汽轮机汽流激振诱发转子失稳问题,利用动网格技术实现转子多频涡动,对不同密封结构的转子动力特性及稳定性进行研究。基于正交试验法分析了多结构参数对转子稳定的影响程度。结果表明:密封齿数、凸台数量和密封齿长均影响动力系数在频域上的变化规律。随着密封齿数的增多,直接刚度kxx增大而直接阻尼cxx减小。随凸台数量和密封齿长的增加,直接刚度kxx和kyy减小,而直接阻尼cxx随凸台数量的增加而增加。涡动频率高于45Hz时,密封齿数对转子的稳定性影响降低。密封齿数对平均有效阻尼影响较小,在低频范围内影响较大。密封凸台数量、密封齿长度和二者交互作用对转子稳定裕度影响较大,三者的贡献率分别为31.53%、21.51%和23.48%。减少齿数或添加凸台有利于汽轮机转子稳定。 展开更多
关键词 密封结构 汽流激振 动力特性 正交试验 稳定性
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热电厂配置调峰电锅炉最佳容量确定方法 被引量:11
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作者 曹丽华 潘同洋 +3 位作者 姜铁骝 曹兴 赵金峰 《中国电力》 CSCD 北大核心 2020年第6期140-146,共7页
热电联产机组配置电锅炉进行热电解耦以促进风电等新能源的并网。为了确定热电联产机组参与电网调峰时电锅炉的最佳配置容量,引入特征日的概念,对电锅炉运行时的约束进行说明,分别以机组调峰增量和经济净现值为目标函数,建立电锅炉最佳... 热电联产机组配置电锅炉进行热电解耦以促进风电等新能源的并网。为了确定热电联产机组参与电网调峰时电锅炉的最佳配置容量,引入特征日的概念,对电锅炉运行时的约束进行说明,分别以机组调峰增量和经济净现值为目标函数,建立电锅炉最佳容量的计算模型。结果表明,对于330 MW机组,当不考虑投资成本时,电锅炉的供热功率达到52 MW时,机组可以获得最大的调峰增量,此时,电锅炉的电加热功率为178.28 MW;若考虑投资成本,当电锅炉的供热功率达到49 MW时,即电锅炉的电加热功率为168 MW时,可以得到最大的经济净现值。 展开更多
关键词 热电联产 风热冲突 电锅炉 调峰增量 经济净现值 最佳容量
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汽轮机动叶栅内泄漏流动特性及损失分布 被引量:9
6
作者 曹丽华 王熙 +1 位作者 李盼 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第21期6328-6335,共8页
针对汽轮机间隙蒸汽泄漏的注入对动叶栅气动性能和损失的影响,以带有叶顶和静叶环汽封的某汽轮机高压级模型为例,分析不同汽封齿顶间隙下汽轮机动叶栅内泄漏蒸汽与主蒸汽的掺混作用、高损失区域体熵增率的变化规律和对轴功率和级效率的... 针对汽轮机间隙蒸汽泄漏的注入对动叶栅气动性能和损失的影响,以带有叶顶和静叶环汽封的某汽轮机高压级模型为例,分析不同汽封齿顶间隙下汽轮机动叶栅内泄漏蒸汽与主蒸汽的掺混作用、高损失区域体熵增率的变化规律和对轴功率和级效率的影响。结果表明:泄漏蒸汽的影响区域主要集中在叶片的吸力面附近,且泄漏蒸汽流经动叶通道时,其影响范围不断向叶中扩展。高损失区域沿径向集中在上、下叶端附近;沿轴向集中在动叶吸力面中部和叶片前缘处。随蒸汽泄漏量增加,高损区损失量越大,在叶片径向和轴向上的影响范围越大。在齿顶间隙增加时,由叶顶和静叶环漏汽分别导致的动叶栅高损失区的变化趋势相反。汽封齿顶间隙扩大至设计尺寸2倍,级功率下降约1.06%,级效率下降约1.49%。 展开更多
关键词 汽轮机 迷宫式汽封 间隙泄漏流 体熵增率
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基于动网格技术的转子动力特性研究 被引量:7
7
作者 曹丽华 +1 位作者 李盼 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1784-1792,共9页
针对汽轮机转子偏心导致的汽流激振问题,本文采用动网格技术模拟转子真实的三维涡动,对转子的动力特性及汽流激振机理进行研究。结果表明:采用动网格实现转子真实涡动时,汽流激振力随转子中心位置发生改变,动力系数呈非线性变化。随着... 针对汽轮机转子偏心导致的汽流激振问题,本文采用动网格技术模拟转子真实的三维涡动,对转子的动力特性及汽流激振机理进行研究。结果表明:采用动网格实现转子真实涡动时,汽流激振力随转子中心位置发生改变,动力系数呈非线性变化。随着涡动频率的增加,动力系数呈增加趋势,有效阻尼增加。自转速度变化时,直接刚度、直接阻尼、交叉刚度和交叉阻尼的最大波动幅度可达16.6%、41.8%、97.1%和71.4%。当公转速度与自转速度为1500 r/min时,有效阻尼波动较大。随着压比的增加,直接刚度和直接阻尼呈上升趋势,且高压比下转子有效阻尼增大,有利于转子稳定。涡动转子表面压力波动剧烈,是诱发汽流激振的主要原因。 展开更多
关键词 迷宫密封 汽流激振 转子动力特性 动网格 稳定性
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汽流激振力诱导汽轮机转子的非线性运动特征 被引量:7
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作者 曹丽华 +1 位作者 颜洪 李盼 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期3250-3258,共9页
非线性汽流激振力严重影响转子运动,通过实验与数值模拟方法对带有叶片的超超临界机组高压转子的三维流场进行计算,根据流场压力积分得到非线性汽流激振力,并拟合成方程以弥补传统公式的不足。将汽流激振力的拟合方程带入转子-轴承运动... 非线性汽流激振力严重影响转子运动,通过实验与数值模拟方法对带有叶片的超超临界机组高压转子的三维流场进行计算,根据流场压力积分得到非线性汽流激振力,并拟合成方程以弥补传统公式的不足。将汽流激振力的拟合方程带入转子-轴承运动系统,得到非线性汽流激振力作用下汽轮机转子的非线性运动特征,分析了转子运动的分岔和混沌特性。结果表明:基于流场计算所得到的非线性汽流激振力方程具有较高的准确性。非线性汽流激振力可导致转子涡动中心偏移,由周期运动变为混沌运动。转子运动的混沌区域随负荷的增加呈现"增加-减小-增加"的变化趋势。振动频率出现1/2转速频率、一阶临界转速频率(约为2/3分频)以及1/2转速以下的连续低频。随着机组负荷的增加,转子运动的混沌区域变宽,转子运动的稳定性降低。 展开更多
关键词 超超临界机组 非线性汽流激振力 非线性运动 混沌 分岔
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基于熔盐储热的燃气-蒸汽联合循环机组灵活运行策略 被引量:3
9
作者 于靖雯 曹丽华 +1 位作者 王川 《汽轮机技术》 北大核心 2023年第3期219-221,共3页
为提高燃气-蒸汽联合循环机组运行的灵活性,提出一种熔盐储热耦合燃气-蒸汽联合循环机组运行的方式,并给出了灵活运行策略。结果表明,这种运行方式可以有效提高燃气能源利用率,并且可以根据终端用能情况进行灵活调整。在保证燃机高效运... 为提高燃气-蒸汽联合循环机组运行的灵活性,提出一种熔盐储热耦合燃气-蒸汽联合循环机组运行的方式,并给出了灵活运行策略。结果表明,这种运行方式可以有效提高燃气能源利用率,并且可以根据终端用能情况进行灵活调整。在保证燃机高效运行的基础上,可以充分利用启动、变负荷、停机过程中的燃机乏气余热进行储热,可操作性强。以终端供热情况为例,计算了耦合熔盐储热和未耦合熔盐储热时联合机组的经济收益,发现耦合熔盐储热时机组的运行收益是原来的11.8倍。提出的运行方式为高效灵活的燃气-蒸汽联合循环机组运行提供了一种研究思路。 展开更多
关键词 熔盐储热 燃气-蒸汽联合循环 灵活运行 策略
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汽轮机低压缸旁路供热的电出力调节能力分析 被引量:7
10
作者 王占洲 曹丽华 《汽轮机技术》 北大核心 2021年第4期297-299,302,共4页
为了分析低压缸旁路供热对热电联产机组电出力调节能力的影响,建立了热电联产机组热力系统计算模型和电出力调节能力数学模型,并将计算结果与几种典型热电解耦方案进行比较。结果表明,热电联产机组进行低压缸旁路供热改造后,最大供热能... 为了分析低压缸旁路供热对热电联产机组电出力调节能力的影响,建立了热电联产机组热力系统计算模型和电出力调节能力数学模型,并将计算结果与几种典型热电解耦方案进行比较。结果表明,热电联产机组进行低压缸旁路供热改造后,最大供热能力提升了69.88%,额定供热工况下机组的电出力调节能力提升了42.42%。同一供热负荷下,低压缸旁路供热方案的电出力调节能力高于蓄热罐和电锅炉方案,低于高低压旁路供热方案,但是低压缸旁路供热方案投资成本低、系统简单,不仅可以实现能量梯级利用甚至可以不产生冷源损失,具有更高的实际应用价值。 展开更多
关键词 热电联产机组 汽轮机 旁路供热 电出力调节能力
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汽轮机低压缸喷水减温对末级叶片气动性能和强度性能的影响 被引量:6
11
作者 徐美超 曹丽华 +1 位作者 杨荣祖 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期2446-2454,共9页
为探究低压缸喷水减温对汽轮机末级动叶气动性能和强度性能的影响,用欧拉-拉格朗日质子追踪法计算喷水减温条件下末级动叶的气动性能,继而应用流固耦合方法计算喷水减温条件下末级动叶的强度性能。结果表明:低压缸喷水减温使末级动叶的... 为探究低压缸喷水减温对汽轮机末级动叶气动性能和强度性能的影响,用欧拉-拉格朗日质子追踪法计算喷水减温条件下末级动叶的气动性能,继而应用流固耦合方法计算喷水减温条件下末级动叶的强度性能。结果表明:低压缸喷水减温使末级动叶的压力系数增加,使叶根尾缘吸力面的压力载荷显著增加。同时,喷水减温使末级消耗的轴功减小,使叶片最高温度降低3~9℃。叶片最大变形量位于叶片前缘80%相对叶高处,最大等效应力位于叶顶吸力面60%~80%相对弦长处。入口蒸汽流量减少,最大变形量与最大等效应力均增加。入口蒸汽流量为20%~5%末级入口额定蒸汽流量(rated steam flow at the last stage inlet,LRSF)时,喷水减温使最大变形量减小0.47%~7.08%,使吸力面上的最大等效应力减小1.77%~2.94%,使压力面上的最大等效应力减小1.13%~2.65%。 展开更多
关键词 小容积流量 汽轮机末级 喷水减温 气动性能 强度性能
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汽轮机排汽通道气动性能优化及凝汽器换热特性分析 被引量:6
12
作者 曹丽华 +3 位作者 董恩伏 胡鹏飞 宁哲 刘淼 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期3597-3604,共8页
针对汽轮机排汽通道气动特性严重影响凝汽器工作性能的问题,对某600MW机组的排汽通道加装导流板,实现气动性能优化。将优化后的喉部出口流场与凝汽器耦合,采用多孔介质模型和UDF冷凝程序对凝汽器内部流场及换热特性进行模拟和分析。研... 针对汽轮机排汽通道气动特性严重影响凝汽器工作性能的问题,对某600MW机组的排汽通道加装导流板,实现气动性能优化。将优化后的喉部出口流场与凝汽器耦合,采用多孔介质模型和UDF冷凝程序对凝汽器内部流场及换热特性进行模拟和分析。研究改造前后喉部出口的流场特性及凝汽器内工质速度、换热系数和冷却水温等参数的分布情况。结果表明:改造后的排汽通道气动性能有明显改善,静压恢复能力有较大的提高。蒸汽在凝汽器内的负荷分布更为合理,提高了管束区冷凝面积的利用率。各汽室的换热系数、冷却水温、冷凝速率和端差均有明显改善。在机组的不同负荷下,真空可提高0.06-0.09kPa。 展开更多
关键词 汽轮机 排汽通道 气动优化 凝汽器 换热性能
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耦合热、动载荷的超超临界汽轮机迷宫密封动力特性 被引量:6
13
作者 曹丽华 李盼 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1905-1913,共9页
密封汽流激振严重影响超超临界汽轮机的安全运行,采用DEFINE_CG_MOTION和DEFINE_PROFILE控制宏建立转子的涡动方程,通过Workbench流固耦合方法计算热、动载荷下密封齿形变,根据快速傅里叶变化得到机组运行时的密封动力特性,并对转子稳... 密封汽流激振严重影响超超临界汽轮机的安全运行,采用DEFINE_CG_MOTION和DEFINE_PROFILE控制宏建立转子的涡动方程,通过Workbench流固耦合方法计算热、动载荷下密封齿形变,根据快速傅里叶变化得到机组运行时的密封动力特性,并对转子稳定性进行分析。结果表明:蒸汽可导致密封齿膨胀变形,温度对密封齿长度变化影响可达1%~1.5%,压力和离心作用对其影响较小。热、动载荷使迷宫密封直接刚度减小,直接阻尼先增加后减小,交叉刚度先减小后增加,动力系数的最大变化为原来的2倍。35~55Hz内转子稳定裕度急剧下降,转子对密封汽流激振更敏感。热、动载荷引起的压力波动集中在低频范围,密封周向压力波动可增高18.5kPa。密封高压区的压力波幅剧增是汽流激振显著的主要原因。 展开更多
关键词 超超临界汽轮机 热、动载荷 汽流激振 动力特性 稳定性
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超临界二氧化碳涡轮升速过渡中密封-转子系统的动力学行为
14
作者 王瑶俐 +1 位作者 曹丽华 陈东超 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期184-197,共14页
超临界二氧化碳涡轮密封的气动特性与转子运动存在强耦合关系。在变转速运行时,密封-转子系统的动力学特性会发生不确定的变化。基于动力学方程建立密封-转子非线性涡动模型的用户自定义函数,实现密封流场仿真与转子动力学的同步耦合分... 超临界二氧化碳涡轮密封的气动特性与转子运动存在强耦合关系。在变转速运行时,密封-转子系统的动力学特性会发生不确定的变化。基于动力学方程建立密封-转子非线性涡动模型的用户自定义函数,实现密封流场仿真与转子动力学的同步耦合分析,得到转子升速过程中密封的气动特性和转子运动特征,揭示升速时密封-转子系统的动力学特性演变规律。研究结果表明:自转速度增加使转子涡动中心在进动方向发生横向偏移,涡动半径逐渐扩大。转子涡动中心先下沉后抬升。升转速过程中密封动力系数具有显著的波动,高频范围内刚度的绝对值较大,阻尼的绝对值较小,有效阻尼具有较大的波动,密封稳定性降低。低转速运行区间,直接刚度和交叉刚度具有显著的高频波幅。高转速区间,直接阻尼具有显著的低频波幅。转速升高使有效阻尼的波动逐渐向高频迁移。在200 Hz附近,有效阻尼具有较高的幅值和集中分布。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 密封-转子系统 非线性涡动 升速过程 动力学行为
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非线性汽流激振力对超超临界汽轮机转子运动特性的影响 被引量:6
15
作者 曹丽华 颜洪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第17期25-31,共7页
汽流激振力严重影响超超临界汽轮机的安全稳定运行,为此建立某1000 MW汽轮机高压缸1.5级的三维全周模型,通过数值模拟得到不同负荷下的非线性汽流激振力,将汽流激振力耦合到转子-轴承-密封系统中,利用Runge-Kutta法求解微分方程组,对转... 汽流激振力严重影响超超临界汽轮机的安全稳定运行,为此建立某1000 MW汽轮机高压缸1.5级的三维全周模型,通过数值模拟得到不同负荷下的非线性汽流激振力,将汽流激振力耦合到转子-轴承-密封系统中,利用Runge-Kutta法求解微分方程组,对转子非线性运动特性进行分析。结果表明:随着转速升高,转子运动幅度变小,额定转速下转子处于一周期运动。随着负荷增加,系统由带混沌倾向的周期性运动向周期性的混沌运动过渡,此后进入复杂紊乱的混沌运动。非线性汽流激振力以分频的形式影响转子运动。低负荷时,振动频率以1/2工频为主,随着负荷升高,振动以工频为主,期间还出现1/3、2/3工频振动。受非线性汽流激振力的影响,转子系统处于混沌运动,最大Lyapunov指数大于零,系统可能失稳。 展开更多
关键词 超超临界汽轮机 汽流激振力 最大Lyapunov指数图 运动特性
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非线性动态特性系数对汽轮机转子-轴承-密封系统运动特性的影响
16
作者 曹丽华 薛川 +3 位作者 高路路 李想 郝德成 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期172-183,共12页
为准确地反应汽流激振下汽轮机转子-轴承-密封系统的运动特性,推导了包含非线性动态特性(非线性刚度、阻尼)的转子运动微分方程,将数值模拟获得的非线性汽流激振力拟合成方程耦合到运动方程中,采用龙格-库塔法求解对应的运动方程,基于... 为准确地反应汽流激振下汽轮机转子-轴承-密封系统的运动特性,推导了包含非线性动态特性(非线性刚度、阻尼)的转子运动微分方程,将数值模拟获得的非线性汽流激振力拟合成方程耦合到运动方程中,采用龙格-库塔法求解对应的运动方程,基于试验对比验证了考察非线性因素的必要性与运动微分方程的准确性。在此基础上,分析汽流激振力作用下不同非线性动态特性系数对转子运动特性与稳定性的影响。结果表明:系统中的非线性动态特性会改变转子不同类型的混沌运动区域与位移,使1/2、1/3、2/3工频的出现范围及幅值改变,密频现象增加;耦合热、动载荷后高负荷区域转子位移减小。对比Lyapunov指数,考虑非线性动态特性后其均值有所上升;合理的非线性刚度能够改善系统的稳定性,高非线性阻尼值能提高系统稳定性;耦合热、动载荷后的系统高负荷运行时更稳定。 展开更多
关键词 超超临界汽轮机 非线性动态特性系数 运动微分方程 汽流激振 稳定性
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基于二次回归正交试验的迷宫密封优化设计 被引量:5
17
作者 曹丽华 +1 位作者 李盼 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期13-18,共6页
基于二次回归正交试验,结合数值模拟方法,研究各结构参数及其共同作用对迷宫密封泄漏量的影响,并建立可靠且不失拟的回归方程对迷宫密封的结构参数进行优化。正交试验结果表明:汽封腔深、凸台高度、汽封齿厚和齿顶间隙对泄漏量均有较大... 基于二次回归正交试验,结合数值模拟方法,研究各结构参数及其共同作用对迷宫密封泄漏量的影响,并建立可靠且不失拟的回归方程对迷宫密封的结构参数进行优化。正交试验结果表明:汽封腔深、凸台高度、汽封齿厚和齿顶间隙对泄漏量均有较大的影响,其中齿顶间隙对泄漏量的影响最为显著;四者之间的交互项对泄漏量也有一定的影响且存在着使泄漏量最小的最佳结构参数。通过检验,回归方程具有较好的显著性和不失拟性。通过对优化前、后迷宫密封内流场特性的分析可知:优化后的迷宫密封齿顶熵增升高、能量耗散大、腔室内平均速度低、惯性作用弱,从而具有更好的阻漏作用。 展开更多
关键词 迷宫密封 结构参数 正交试验 泄漏量 优化
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超临界二氧化碳涡轮转子非线性涡动的密封动力特性 被引量:1
18
作者 曹丽华 +1 位作者 陈东超 李盼 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期4669-4677,共9页
超临界二氧化碳涡轮密封具有较强的气动特性和转子非线性运动特征,为探究密封气动作用对转子运动的影响,该文通过Fluent用户自定义函数和四阶Runge-Kutta构建转子-密封的非线性涡动模型,实现转子非线性动力学与密封流场的联合求解,得到... 超临界二氧化碳涡轮密封具有较强的气动特性和转子非线性运动特征,为探究密封气动作用对转子运动的影响,该文通过Fluent用户自定义函数和四阶Runge-Kutta构建转子-密封的非线性涡动模型,实现转子非线性动力学与密封流场的联合求解,得到转子受密封气流激振力作用下自由涡动的动力特性,揭示密封气流激振对转子失稳的作用过程。结果表明:不平衡质量力和转子弹性恢复力会使得转子运动呈现弧状的螺旋运动。密封的气体动压作用导致发生转子横向偏移。密封气流激振力呈现带状分布,在工作转速形成明显的振幅,动力系数波动幅度较大。不平衡质量力和气流激振力使得密封有效阻尼较低,更容易发生运动失稳。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 密封 非线性涡动 气流激振 动力特性
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汽轮机叶顶汽封间隙内的流动损失分析 被引量:4
19
作者 李盼 曹丽华 +1 位作者 孟宾 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期27-33,共7页
为了揭示叶顶汽封结构变化对泄漏损失的影响,提高汽轮机运行效率,数值研究了平齿汽封、高低齿汽封和侧齿汽封3种不同叶顶汽封结构下汽轮机高压转子间隙泄漏的流动形态、间隙涡系的形成机理和发展规律,研究表明:在叶顶汽封腔室复杂的周... 为了揭示叶顶汽封结构变化对泄漏损失的影响,提高汽轮机运行效率,数值研究了平齿汽封、高低齿汽封和侧齿汽封3种不同叶顶汽封结构下汽轮机高压转子间隙泄漏的流动形态、间隙涡系的形成机理和发展规律,研究表明:在叶顶汽封腔室复杂的周向螺旋状的涡动中,泄漏流体的周向速度是影响漩涡耗散的一个重要因素;高低齿及侧齿的汽封结构可以增强漩涡之间的相互作用,降低泄漏流体的周向速度,使漩涡在腔室内的耗散更加充分;由于掺混损失降低,高低齿及侧齿汽封的泄漏总损失较平齿汽封相比分别下降7.1%和9.8%。 展开更多
关键词 叶顶间隙 汽封 泄漏流动 掺混损失 数值模拟
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基于二次回归正交试验的汽轮机排汽缸加装导流板的研究 被引量:4
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作者 曹丽华 周凯 《发电技术》 2019年第1期56-60,共5页
以某600 MW汽轮机为研究对象,应用计算流体力学软件CFX对低压缸末级和排汽缸的耦合模型进行了数值模拟,基于二次回归正交试验,在排汽缸上端安装导流板来削弱通道涡对排汽缸气动性能的影响,得到了导流板安装参数与静压恢复系数之间的回... 以某600 MW汽轮机为研究对象,应用计算流体力学软件CFX对低压缸末级和排汽缸的耦合模型进行了数值模拟,基于二次回归正交试验,在排汽缸上端安装导流板来削弱通道涡对排汽缸气动性能的影响,得到了导流板安装参数与静压恢复系数之间的回归方程。方程呈现非线性关系,显著不失拟,且三因素之间互不影响。求解回归方程的最优解,得出最佳的导流板安装方案。安装导流板后,通道涡被破碎,排汽缸的气动性能得到了明显的改善。排汽缸出口的静压恢复系数提高3.008%,总压损失系数降低5.789%,出口截面标准偏差降低了3.043。并且,不同负荷下优化后排汽缸出口的静压恢复系数均大于优化前。 展开更多
关键词 汽轮机 排汽缸 导流板 二次回归正交试验 气动性能
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