叶轮机械数值计算与设计方法进展及其在汽轮机中的应用──第一部分:数值计算及设计方法进展

本文对多级汽轮机通流部分气动热力学数值计算方法与设计体系研究所取得的进展进行了回顾，主要内容包括通流部分气动热力准三维、全三维计算方法进展、程序的校准方法、多级轴流透平气动热力设计体系研制等，并提出了今后进一步开发的设想．     

国产优化300／600MW汽轮机通流部分气动设计 第二部分：叶栅优化与完善化设计

本文介绍叶栅优化与完善化设计方法。针对３００／６００ＭＷ汽轮机高、中、低缸叶栅不同的气动和几何特点，运用Ｓ１流面正、反问题和杂交问题程序，对叶栅进行优化或完善化设计。试验研究和工程实践表明这套设计方法是成功的。     

多级轴流压气机通流造型一体化设计研究

多级轴流压气机气动设计的核心是S2通流设计和叶片造型设计。为了提高设计效率、降低时间成本,研究开发了多级轴流压气机通流、造型一体化设计方法。通过将S2通流设计反问题与叶片造型耦合联结,一体化设计获取压气机气动流场参数和流道、叶片几何,并直接与全三维数值模拟相衔接,可快速得到基本满足目标需求的初始设计。通过一体化反演设计具有设计数据与试验结果的美国E~3十级高压压气机前六级,其设计点的流量、绝热效率误差范围均在2.5%内,具有较好的工程精度,验证了研发的多级轴流压气机通流造型一体化设计的有效性与实用性。     

非平衡凝结流线曲率法通流程序开发及应用

在湿蒸汽汽轮机设计中评估湿蒸汽偏离热力学平衡态的程度及其对透平级几何、气动参数设计的影响具有重要意义。本文发展了湿蒸汽非平衡凝结流动的流线曲率法通流设计程序,对某300 MW汽轮机低压缸六级透平内的流动进行了分析,并与平衡凝结流动流线曲率法程序的计算结果进行了对比。结果表明:与平衡凝结流动相比,非平衡凝结流动中叶栅后的压力、出口汽流角、湿度以及级的反动度和效率发生了明显变化,非平衡凝结流动的效率降低2 08%,功率降低1.05 MW。本文发展的非平衡凝结流动流线曲率法通流设计程序为我国大功率火电汽轮机低压缸和核电汽轮机的通流设计提供了工具。     

小展弦比调节级三维多目标气动优化设计

大功率汽轮机调节级动叶是典型小展弦比叶片。动叶通道内上下通道涡交汇,流动呈现强烈的三维特性,其设计优化本质上是一个三维优化问题。结合自适应多目标差分进化算法、基于能量法的三维叶片造型方法和RANS方程求解技术,发展了轴流式叶栅三维多目标气动优化设计方法。利用该方法,完成了某典型大功率汽轮机调节级多目标气动优化设计。优化后小展弦比调节级气动性能明显提高,表明该方法具有良好的优化性能和应用前景。     

时间推进通流气动设计方法的探索和分析

本文在时间推进法与风扇气动设计相结合方面进行了探索,初步形成时间推进通流气动设计方法及相应设计程序。该方法根本上克服了流线曲率法不能解决混合型方程组的困难,能适用于超音来流风扇的气动设计。采用该方法对高负荷亚音来流风扇、超音通流风扇和超音来流风扇进行气动设计,证实了该方法相对流线曲率法具有很大的优越性。     

轴流透平通用叶型设计模块开发

1前言在叶轮机械气动热力设计体系中，叶型设计是最基本而关键的一环，叶型的好坏及选用适当与否对机组性能有非常大的影响。本文的工作是我们研制的多级轴流透平通流部分气动热力设计体系中的重要组成部分，其目的是要在满足结构、工艺、强度等约束条件的同时，高效、准确地设计出具有良好气动性能的叶型。本模块采用高档微机网络和中文NT操作系统作为支撑环境，选用商业化的CAD／CAM软件作为主要开发工具，在其基础上进行二次开发[1]。2叶型设计的类型与方法根据不同的已知条件，轴流透平叶型设计工作可分为三种类型：2．1已知初始叶…     

国产二十万千瓦汽轮机高中压缸准三维气动热力分析

本文采用准三维计算方法分析了国产二十万千瓦汽轮机在运行工况条件下的高中压缸气动热力性能.S1计算分析了叶型表面等摘马赫数分市情况及叶型的性能，S2计算得到了沿叶片高度的气动热力参数分布并分析了主要的通流性能参数，最后为改造设计提出了若干建议．     

高速、高负荷跨音速单级风扇设计与试验

本文介绍－高性能单级跨音速风扇的设计与试验结果。该风扇设计压比２．３,设计效率０．８８,具有高切线速度５１０ ｍ／ｓ（相对马赫数达 １．７２）和低展弦比。 在气动设计过程中,为了改善级效率,使用了前缘掠型和任意空间积迭曲线新技术。为了提高气动设计的可靠性,对风扇进行了三维有粘流动计算分析和气动的优化。 试验结果表明：这台风扇性能达到了它的设计目标。设计点压比（２．３）效率为８９．５％,峰值效率达９０．８％,最高压比达２．４９１,喘振裕度超过１１．５％。 这台风扇显示了当今国际上先进风扇水平。高水平性能的取得归功于在高速和高负荷风扇气动设计中准三维和三维粘性设计系统的应用。     

汽轮机低压排汽系统气动性能分析

本文描述了来流条件和几何形状对大功率汽轮机低压排汽系统内部复杂三维流动的影响,研究了均匀和畸变两种来流条件下某排汽系统的气动性能;根据实际运行环境下高性能透平排汽系统的气动设计原则设计了新的排汽系统,用数值模拟的方法对新设计进行了气动性能分析并与原设计进行了对比。     

汽轮机次、末两级弯扭静叶的工程设计与实验研究

本文的主要目的是讨论弯扭叶片在大功率汽轮机低压缸末级和次东级的工程应用问题。具有弯扭叶片的通流设计方法采用基于求解欧拉方程的Ｓ２流面正问题计算，静叶栅的实验是在环形叶栅实验风洞上进行的，通过对计算结果和实验结果的分析，本文讨论了弯扭叶片在次、末两级中对改善流场的作用。     

High-speed mathematical models of cogeneration steam turbines: Optimization of operation at heat and power plants

The approach was developed for creation of high-speed mathematical models of cogeneration turbines; these models are the tools for fast optimization of operation modes of large-scale cogeneration heating plants. The approach was developed for identification of mathematical models of steam turbines via measuring its parameters. The example of parameters identification is presented for steam turbine T-100/120–130. The optimization computations of operation modes for a cogeneration heating plant were the basic ones for plotting equivalent energy characteristics at a given consumer heat load.     

燃气涡轮机气冷涡轮气动设计体系设计思想及其应用

由于燃气涡轮机的发展,作为燃气涡轮机最重要的部件气冷涡轮,其负荷与涡轮前温度不断提高,为适应这一发展,气冷涡轮气动设计体系与设计思想均有了新的发展.本文的目的就是从三个方面分析与介绍这一发展内涵.第一部分,重点介绍气冷涡轮气动设计体系的发展、介绍主要程序的特点与分层优化设计过程.第二部分,重点介绍应用平均方程在计算气冷涡轮气动问题时,如何提高计算的可靠性与计算精度.第三部分,重点介绍气冷涡轮三维气动设计思想.     

小功率高转速蒸汽透平试验研究和优化

小功率高转速蒸汽透平试验研究和优化邵振麒（同济大学汽车工程系上海２０００９２）关键词：小蒸汽透平，效率，优化１前言回收能量和工业装置的余热及利用太阳能等新能源是节能和环保的重要措施，由此产生的机械能可供发电，气体增压等多种用途。在一些废热量不大且不宜...     

液滴微粒直径分布的激光散射法测量

本文利用氦氖激光器为光源在自行设计的光散射实验装置上对球形微粒群进行了粒径平均直径及直径分布的理论研究和测量.实验结果表明,本实验装置具有测量精度高、适用范围广和测量粒径范围宽等特点.     

A Novel Dehumidification Strategy to Reduce Liquid Fraction and Condensation Loss in Steam Turbines

Massive droplets can be generated to form two-phase flow in steam turbines, leading to erosion issues to the blades and reduces the reliability of the components. A condensing two-phase flow model was developed to assess the flow structure and loss considering the nonequilibrium condensation phenomenon due to the high expansion behaviour in the transonic flow in linear blade cascades. A novel dehumidification strategy was proposed by introducing turbulent disturbances on the suction side. The results show that the Wilson point of the nonequilibrium condensation process was delayed by increasing the inlet superheated level at the entrance of the blade cascade. With an increase in the inlet superheated level of 25 K, the liquid fraction and condensation loss significantly reduced by 79% and 73%, respectively. The newly designed turbine blades not only remarkably kept the liquid phase region away from the blade walls but also significantly reduced 28.1% averaged liquid fraction and 47.5% condensation loss compared to the original geometry. The results provide an insight to understand the formation and evaporation of the condensed droplets inside steam turbines.     

The advanced steam and gas technology

One of the directions of creating advanced gas and steam power units is usage of new working substances (freons) in the steam turbine stage. This paper presents the authors’ method for estimation (which is the scientific novelty) and results of calculating the efficiency and design-layout parameters of assemblies of a steamand gas power unit (SGU)with the freon technology. It is shown that the use of freons with supercritical parameters in SGU makes it possible to obtain efficiency on a level of 58% and apply more compact (compared to conventional) turbines and once-through recovery boilers, and a regenerator and condenser whose design-layout parameters are comparable with similar conventional designs.     

万箱船柴油发电机模拟控制面板智能化设计

针对目前轮机模拟器使用的万箱船柴油发电机控制系统的仿真设计落后于当前先进控制系统的问题,提出了一种以H32/40系列柴油发电机的YECS-1000控制系统为母型的柴油发电机模拟控制系统;介绍了柴油发电机模拟器的整体结构,设计了以ARM为主控元件的仿真控制箱,实现了网络通信、LED灯和LED数码管显示、按键扫描等功能;采用Visual C#编程语言在PC机上设计出仿真控制界面;实验结果表明:基于YECS-1000为母型控制系统的柴油发电机模拟器具有参数显示直观准确、功能全、运行稳定、和实物相似度高的优点,能够实现轮机教学实验和海员培训的功能。