7 MW单级跨音离心透平设计与分析

离心透平作为一种结构紧凑、气动效率较高的新型透平类型,在中小型工业汽轮机以及余能利用等场所中具有良好的应用前景。本文借鉴常规透平的气动设计方法,参考某跨音向心透平的初始设计参数,以过热蒸汽为工质,进行了单级跨音离心透平的一维气动设计。利用CFX等工具根据一维设计对透平进行动静叶优化、数值模拟,并对变工况性能进行计算分析。结果显示该单级跨音离心透平具有良好的气动性能和变工况性能,设计工况效率高达87.36%,且变工况范围较宽。     

两级跨音湿蒸汽离心透平的设计与气动分析

以湿蒸汽为流动工质,利用一维方法,进行了两级跨音湿蒸汽离心透平的气动初步设计,并采用平衡凝结流动模型,对该两级透平进行流道优化设计与性能分析。所设计的离心透平在进汽干度为0.995 kg/kg、压比为10.15的设计工况下,功率为250.62 kW,轮周效率为82.838%。在变工况条件下,通过调节转速、蒸汽干度、进汽压力、进汽温度与出口背压,获得了两级跨音湿蒸汽离心透平的性能变化规律。结果表明:低转速下小膨胀比的透平效率高,高转速下大膨胀比的透平效率高;进汽干度大的透平效率高;随着膨胀比的增大,效率先增大后减小,存在最佳膨胀比对应的极大值。     

某向心式蒸汽透平的气动设计与数值研究

本文针对太阳能热发电过程中蒸汽流量小、焓降高的特点设计了一种部分进汽的向心式蒸汽透平。所设计的蒸汽透平在流量仅为2.33 kg/s、压比为3.36的工况下仍有较高的效率。通过三维数值模拟的方法分析了导叶和叶轮内部流动特性,探讨了部分进汽对通道流通能力及总效率的影响。     

基于S2流面方法的自发凝结湿蒸汽流动数值研究

基于欧拉S2流面计算程序,发展了一种Eulerian/Eulerian模型的湿蒸汽自发凝结流动数值计算方法,并将其应用于Moses-Stein喷管和某三级低压蒸汽透平性能预测。结果表明,该方法能够较准确地计算喷管中蒸汽的自发凝结现象,与实验结果吻合良好;能够合理预测低压蒸汽透平中湿蒸汽对气动参数的影响及气动参数的真实分布规律,为蒸汽透平提供了快速、准确的气动设计方法和工具。     

联合循环、STIG循环、HAT循环及其相关循环的热力性能比较

1引言本文分析并比较了燃气一蒸汽联合循环（CC）（图川山、注蒸汽燃气轮机（STIG）循环z图2）l’］、湿空气透平（HAT）循环（图3）［’1及采用中冷或再热手段后相应循环的性能．为了不使系统过于复杂，只采用一级中冷、一级再热，中冷器和再燃室的位置与通常的设计相同。中冷器所用冷却水来自环境，吸收热量后又回到环境。选用余热锅炉型CC，HAT循环选用文献［3］提供的结构。2计算结果及分析计算条件：（a）环境温度20”C，压力0．101325MPa，湿度sg／bgDA；（b）压气机绝热效率0．88，燃气透平相对内效率0．9，蒸汽透平相对内效…     

核动力航空推进探析

文献调研国外核动力航空推进相关技术研究,美国GE与PW公司通过ANP计划已试验验证了核动力航空推进的可行性;分析认为核动力航空推进当前最佳用途是长航时无人机与巡航导弹动力,关键技术是核屏蔽的轻量化设计、热交换效率与速率、热力系统设计与新型结构问题;核动力航空推进若采用蒸汽介质的二回路闭式循环驱动螺旋桨,蒸汽透平及动力系统设计没有技术障碍,闭式循环蒸汽流量关键取决于蒸汽透平汽耗率与热交换循环时间。     

含有湿蒸汽凝结的气体透平热力性能估算的一种方法

一、前言 研究混合气中含有湿蒸汽凝结的透平工作过程是能源有效利用中的一个实际课题。过程的特点是气体部份的流量不断变化,凝结释放的潜热不断加热主流,排气温度将比不含蒸汽凝结的情况为高,且输出功增加。凝结释热过程也使透平内部流场发生变化。     

光散射法测量微粒直径分布的分析与计算

一、前言液滴微粒(以下简称微粒)是分割状态下的液体,由于分割,微粒表现出许多在整体状态下不需要考虑的特性,其中最主要的是微粒的平均直径以及直径的分布规律。在许多工业生产过程中都碰到过微粒的测量问题。蒸汽透平运行中饱和蒸汽膨胀凝结,出现水滴,沉积在动、静叶片表面形成水膜,高速气流扯裂水膜成较大的水滴,导致叶片的水蚀,发生叶片断裂事故及降低透平的效率。为保证透平运行安全,提高效率,需检测蒸汽中的水滴直径及湿度。在各种燃     

基于离散伴随方法的透平叶栅气动优化设计

本文研究并给出了基于离散伴随理论和自动微分技术构建离散伴随系统的方法、伴随系统的求解策略以及基于离散伴随方法的透平叶栅气动优化设计流程,建立了相应的优化设计系统。利用该优化系统在无黏环境下,以叶栅通道进出口的熵增率为目标函数、以叶栅通道内的质量流量为约束,对某二维跨音速透平叶栅进行了气动优化设计。与优化前相比,优化后透平叶栅进出口熵增率减少8.82%,质量流量变化幅度小于0.003%。优化结果表明,本文提出的优化系统能够有效改善透平叶栅的气动优化性能,验证了本文提出的基于离散伴随方法的透平叶栅气动优化设计方法的正确性与有效性。     

透平级中自发凝结及叶栅中非均质凝结流动的初步研究

湿蒸汽流动问题研究对提高蒸汽透平设计水平具有重要意义。本文对级环境下的自发凝结流动和和叶栅中的非均质凝结流动进行了数值研究。结果表明,透平级环境下的凝结不仅使流动模式发生了变化,也改变了级的反动度;蒸汽中一定量的杂质对叶栅中湿蒸汽凝结流动的流场发生变化,使流动情况得到改善。要使这些影响从工程上具有指导意义,在此基础上还需要进一步的研究。     

新型高效汽水分离器的试验研究

汽水分离装置是核电站蒸汽发生器净化蒸汽的重要部件,其性能不仅会影响蒸汽发生器的上筒体尺寸、水循环性能及水位的稳定性,而且还会影响汽轮机的正常运行。由于波形板内的两相流动过程很复杂,目前国外对汽水分离器的研究仍以实验为主。本文则针对冷态条件下新型波形板汽水分离器的分离性能进行了试验研究,验证了二次携带现象的存在,并测量了双钩波形板汽水分离器的分离效率和压降,分析了挡板对分离效率的影响,获得了计算双钩波形板分离效率的经验公式,为波形板分离器的优化设计奠定了基础。     

小流量条件下汽轮机多级三维粘性流场的数值分析

1绪言小流量条件下汽轮机内部流动具有比设计条件下更为复杂的特征，最突出的表现是随冲角的增大而出现的分离流、先速流。这种流态不仅影响汽轮机的运行效率，更重要的是它还与汽轮机的安全可靠性密切相关，它可能诱发叶片的失速颤振而使叶片断裂。虽然大的负攻角所引起的本级叶片的脱流现象已成共识，但对小流量条件下汽轮机内部流动的认识只有一些实验观测到的现象和二维的数值分析，并且只限于末级叶片。在文献＊中，我们对某一汽轮机低压缸末级和次末级叶片在0．35小流量工况下的两级流场进行了三维粘性数值分析，计算得到的分离流态同…     

银氧铯光电阴极的长波光谱响应和固溶小胶粒

本文在文献[1,2]的基础上探讨了银氧铯阴极中固溶小胶粒对光电发射的贡献,推导出光电子能量分布和光电流密度、量子产额等公式,并进行了理论计算。理论曲线与实验曲线符合得比较好,从而肯定了这种阴极中的小银胶粒对长波光电发射的作用,并得出它的等效胶粒直径为31?左右。本文还讨论了银氧铯阴极的铯量处理、蒸银敏化和Fowler曲线等问题。 关键词：     

小F数衍射微透镜阵列光学性能研究

本文基于小光点扫描,在国内首次提出了一种测试小F数衍射微透镜阵列光学性能的方法.利用光通信用半导体激光器和探测器建立了一套测试系统,并对所研制的大阵列,小单元尺寸的多相位菲涅耳衍射微透镜阵列的衍射效率和点扩散函数进行了测试.结果表明,衍射微透镜实际衍射光斑比理论衍射受限光斑扩展不大,8相位和16相位石英微透镜的衍射效率分别高达80.2%和87.5%,说明本实验室对多相位的设计理论和制作工艺已基本掌握,满足应用的要求.     

小流量涡流管特性的实验研究

本文用实验方法研究了小流量涡流管制冷的特性。实验中分别对入口压力和工质等因素对涡流管特性的影响进 行研究。在实验中发现了涡流管冷端制热和热端制冷的反常现象,并对其进行了解释。     

分子里德伯态的电子能级结构——一些小分子及分子离子的里德伯能级结构

本文在独立电子近似的基础上,利用多重散射自洽场理论方法,计算了He₂,H₂等分子和He₂⁺分子离子的里德伯能级结构。根据分子的电子组态极限,确定了各里德伯系列初始态的主量子数,阐明了这些分子和分子离子里德伯能级结构的变化规律。理论计算的结果同已有的实验数据符合良好,从而为超越独立电子近似的计算打下了基础。     

直流式旋风除尘器流动特性及性能的试验研究

1前言近几十年来一些特殊场合的净化除尘问题显得尤为突出，如沙漠地带运行的汽车、坦克和直升机的发动机沙粒磨损所导致的进气中沙粒分离问题，一些电站和锅炉的引风机的固粒磨也会降低其效率和使用寿命，尽管电站一般使用了大型静电除尘装置，但由于烟气的温度较高，使除尘器中电极产生固粒积污现象，降低了其除尘效率。在发动机与风机前装设气固分离装置可降低叶轮机械的磨损，但这要求分离装置必须容积小、压降低及除尘效率高，现有的离心式气固分离设备还不能满足这些要求。本文提出研究发展轴向直流式旋风除尘装置来解决这种除尘问题…     

小通道扁管内纳米流体流动与传热特性

建立了测量小通道扁管内纳米流体流动与对流换热性能的实验系统,测量了不同粒子体积份额的水-Cu纳米 流体的管内对流换热系数和摩擦阻力系数,实验结果表明,在相同雷诺数条件下,小通道扁管内纳米流体的对流换热系数 大于纯液体,且随粒子的体积份额的增加而增大,而纳米流体的阻力系数并未明显增大。     

小型航空发动机燃烧室设计软件包的工程应用

1引言小型航空发动机燃烧室设计软件包由燃烧室大量成熟的经验设计关系和多维气动热力分析软件组成，其中经验关系用于燃烧室初始方案设计，多维气动热力分析软件对燃烧室流场和性能进行全面分析，用于燃烧室详细设计。它的优越性在于能将经验设计的可靠性和多维数值分析的先进性结合起来，从而优化燃烧室的设计，缩短燃烧室研制周期。在文献出中介绍了软件包的开发过程和技术内容，本文着重举例介绍软件包对两台回流燃烧室进行气动性能分析和工程设计的情况，由此可以看到软件包对燃烧室设计的重要指导作用。2软件包的组成和功能软件包由六…     

工质对微通道沸腾液膜瞬态变化的影响

本文采用去离子水和无水乙醇两种工质,利用微通道流动沸腾同步测量实验系统,研究了液膜厚度的瞬态变化规律,实验发现流动沸腾形成的初始液膜厚度在毛细数Ca很宽的范围内都遵循Taylor流动原理;液膜形成后,在蒸发和蒸汽流动携带的耦合作用下,厚度迅速减薄直至蒸干;由于水的汽液黏度比小,速度梯度小,剪切作用带来的液膜厚度减少量小,且水的汽化潜热大,吸收相同热量时蒸发量小,导致水的液膜厚度变化斜率较小,通过理论分析提出了沸腾液膜厚度变化的计算模型,计算结果与实验结果的误差小于20%。