密封间隙气流振荡流场的实验研究

该文通过实验来研究蜂窝密封、梳齿密封和光滑密封的气流动态特性。实验结果表明,光滑轮盘/光滑静子的气流脉动能量最高,梳齿轮盘/蜂窝静子的气流脉动能量最低。梳齿轮盘/蜂窝密封结构具有密封和减振双重效果。     

超临界二氧化碳涡轮发电机的设计及应用探讨

本文主要对超临界二氧化碳的物性特点及使用超临界二氧化碳为工质的涡轮发电机技术进行概述,提出基于超临界二氧化碳为工质的涡轮机设计的主要技术难点,包括涡轮设计、动密封设计、润滑设计及冷却设计,并在此基础上设计了涡轮机通过联轴器拖动高速发电机的组合原理样机;最后分别在氮吹试验台、超临界二氧化碳布雷顿热力循环系统上对涡轮发电机进行2种工质下的气吹试验,功率分别达到了12.6 kW和5.8 kW;通过试验证实了超临界二氧化碳涡轮发电机技术上的可行性,并为此种技术在船舶上的应用指明了方向.     

超临界二氧化碳涡轮发电机的设计及应用探讨

本文主要对超临界二氧化碳的物性特点及使用超临界二氧化碳为工质的涡轮发电机技术进行概述,提出基于超临界二氧化碳为工质的涡轮机设计的主要技术难点,包括涡轮设计、动密封设计、润滑设计及冷却设计,并在此基础上设计了涡轮机通过联轴器拖动高速发电机的组合原理样机;最后分别在氮吹试验台、超临界二氧化碳布雷顿热力循环系统上对涡轮发电机进行2种工质下的气吹试验,功率分别达到了12.6 k W和5.8 k W;通过试验证实了超临界二氧化碳涡轮发电机技术上的可行性,并为此种技术在船舶上的应用指明了方向。     

舰船40MPa高压空气管接头和法兰研究

详细介绍了舰船40 MPa高压空气管接头和法兰的整个研究过程,论述了舰船对40 MPa高压空气管的密封要求,通过理论分析和力学计算,设计出不同密封结构的高压管接头和法兰,结合各不同试件加工性能、安装特性、强度试验和密封性试验等情况的综合对比分析,确定了适合舰船应用环境的高压管路密封结构,成功地解决了DN32和DN50两种通径40 MPa高压空气管路的连接和密封问题.     

船用燃气轮机燃气发生器特性仿真与试验研究

某型低工况改进型船用燃气轮机在首次整机试验时,在部分工况出现低压压气机喘振裕度不足10%的情况。为了使低压压气机以及整机工作在安全范围内,有必要对高低压压气机压比进行重新调配。为了改善低压压气机运行工作线,提出了通过仿真分析改变涡轮喉道面积来调整高低压压气机压比分配的研究方法。本文基于热力循环分析法,建立低工况下燃气发生器数学物理模型、部件匹配模型,以及喷管热力学模型,借助Matlab/Simulink仿真平台建立改进涡轮喉道面积燃气发生器仿真模型。根据仿真结果确定增大低压涡轮喉道面积5%的调整方案,并将该方案应用于后续燃气发生器试验。试验结果表明,通过喉道面积调整可以有效的调整燃气轮机燃气发生器高低压压气机压比分配,增大低压压气机喘振裕度,保证燃气轮机在全工况范围内安全、稳态、高效的运行,为下一阶段低工况改进型整机性能试验提供了理论和试验的双重支撑。     

船用卧式滑动轴承的迷宫密封研究

以船用卧式滑动轴承轴端的迷宫密封为研究对象,运用CFD软件Fluent对迷宫空腔中的流场和泄漏特性进行研究。通过数值仿真,得出了压比、齿形、转速和迷宫几何尺寸等因素对迷宫密封泄漏量的影响。结合迷宫密封机理以及各影响因素,重新设计了滑动轴承的密封结构。结合船用卧式滑动轴承的实际工况,搭建一套可以模拟滑动轴承在水平、倾斜和高流量(28L/min~90L/min)等工况下工作的试验台。通过试验验证了密封结构设计的合理性。     

机匣梯形篦齿对带冠涡轮气动性能的影响

应用数值方法对某两级带冠涡轮的流场进行模拟。基于原叶冠结构,增加叶顶间隙设计值,减小叶冠上的篦齿与机匣发生磨碰的可能性,并在机匣内壁设置梯形篦齿与原叶冠上的篦齿形成交错型篦齿结构进行密封。研究结果表明:机匣梯形篦齿的设计改变了叶冠顶部泄漏流流场结构,提高了叶冠的密封性能,改善了涡轮的气动性能;不同工况条件下交错型篦齿比原结构的涡轮效率提高了0.5%左右。     

船用涡轮增压器典型故障特征参数的敏感性研究

为了研究涡轮增压器故障对其运行参数的影响,在AVL Boost软件中基于某型涡轮增压器性能数据和柴油机试验数据,建立并验证柴油机仿真模型,对涡轮增压系统的典型故障进行数值仿真分析。不同故障下涡轮增压器的性能参数响应有明显且易区分的变化规律。增压压力对涡轮增压器故障的敏感度较高,在多数故障下的响应变化幅值都可达到10%以上,是故障诊断的重要参数。涡轮后排气温度、涡轮前排气压力以及空气质量流量在部分故障下的响应变化可达10%,对涡轮增器故障也具有一定的敏感度,可配合增压压力作为涡轮增压系统故障诊断的主要监测参数。研究结果为涡轮增压器的故障诊断提供参考依据。     

高压空气控制元件密封结构研究

在分析现有气控元件密封结构及其特点的基础上,提出了一组高压空气控制元件用新型单密封结构和双密封结构以解决现有密封结构中的一些不足,新型双密封结构还能解决一些异常工况下密封结构失效导致直通的问题;通过新型高压密封结构的加工工艺以及选用材料的研究与试验,证明了新型高压密封结构具有良好的密封性与可靠性等优点.     

气冷燃机涡轮叶片的气热耦合数值研究

为了实现燃机涡轮叶片气冷结构的设计和优化,利用绝热和气热耦合方法开展了气膜冷却效果的数值模拟研究;24核并行求解的方法提高了模型网格数目在107量级时的计算效率;对比分析了绝热和耦合计算方法中气膜冷却的效率和均匀性;利用耦合方法进一步研究了叶片尾缘的冷却方案以及冷气进气压力对冷却效率的影响。研究结果对于涡轮叶片气膜孔、尾缘冷却结构的设计以及冷却气体进气压力的选择具有一定的指导意义。     

船用梳齿密封流场与泄漏特性数值分析

通过数值仿真对船用梳齿密封的流场情况进行计算,分析比较了梳齿平台密封、梳齿交错密封和斜齿交错密封的压力分布、速度分布情况,揭示了密封腔室内的流动特征,得出了各自的泄露特性,为选择合适有效的汽封结构提供了依据.     

船用汽轮机汽封系统改进研究

针对船用汽轮机常用的汽封系统结构的缺点,设计并应用了汽封压力调整器,能将轴封、主汽门及调节汽阀的漏汽一体化集成处理,合理利用了高压漏汽源,并具有根据压力自动调节汽封补汽的优点,既提高了设备的自动化程度,又减小了安装空间。经实船的运行检验,证明了该系统的可靠性及实用性。     

钻孔喷嘴出口重叠度对船用辅汽轮机通流的影响

以某型船用汽轮货油泵为例,研究高压比大焓降下的钻孔喷嘴设计,针对喷嘴出口重叠度,通过三维有限元分析对钻孔喷嘴内部流场进行分析。同时,对不同重叠度热力方案下的总体参数进行计算分析,得到机组效率较高的重叠度,可为钻孔喷嘴热力优化设计提供重要的参考依据。     

高压周隙密封三维热弹流理论研究

对高压周隙密封开展三维热弹流理论研究,在润滑理论基础上建立密封理论计算模型,采用有限差分法和有限元法对偏微分控制方程组进行数值求解.计算掌握了不同转速、进油压力和间隙条件下高压周隙密封的性能,分析比较了上述不同几何工况条件下高压周隙密封性能变化规律.     

基于热-结构耦合的船舶艉轴机械密封环材料筛选

艉轴密封装置是船舶推进系统的关键组成部分,其密封性能的优劣直接影响船舶航行的安全性与可靠性。以船舶艉轴机械密封环为研究对象,基于热-结构耦合模型对比分析了赛龙、聚四氟乙烯和碳石墨这3种材料密封环的温度场和结构场差异,并提取动、静环接触面各节点的温度和压力分布。结果表明：3种材料密封环最高温度和接触压力均处于密封环内侧,并由内而外逐渐减小,相同位置处碳石墨密封环的端面温度小于赛龙与聚四氟乙烯密封环,且接触压力较大。综合密封台架试验验证,碳石墨密封环端面温度和摩擦系数较低于另外两种材料密封环,密封性能较好。研究结果对于不同材料配对的船舶艉轴机械密封环材料的筛选具有一定的指导意义。     

汽轮发电机组半频振动的原因分析和处理

为解决汽轮发电机组出现的半频振动问题,针对汽轮机轴承开展不同轴承结构参数及形式的理论计算和试验验证,发现轴承并不是引发半频振动的直接因素。通过进一步开展试验,发现引发机组半频振动的主要原因是主油泵前后的浮动油封浮动不畅对汽轮机转子产生了附加力。经过综合分析可知,通过增加油封环室刚性和减少浮动油封摩擦力,能消除半频振动现象,保证机组的可靠运行。     

基于汽机流网一体化的辅助汽轮机建模与仿真

针对基于节点法的辅助汽轮机流体网络传统建模中,在动态过程中存在质量不平衡的问题,不能满足辅助汽轮机组变工况和故障工况特性研究的要求。本文提出了汽机流网一体化建模方法,依据质量守恒和能量守恒原理,采用可变出口导纳模拟不同背压下辅助汽轮机的流网运行情况。以某船舶汽轮燃油泵及其进出口蒸汽管网为研究对象,在MINIS环境下采用汽机流网一体化方法建立了其仿真模型。通过该方法下仿真结果与实际运行数据对比,验证了模型的准确性。仿真结果与传统模型仿真结果进行对比分析,表明了变工况和故障工况下汽机流网一体化模型具有更好的稳定性和动态适应性。     

船用主汽轮机汽缸静刚度分析研究

针对船用主汽轮机低压缸静刚度的仿真研究考虑温度场和压力场等复杂环境研究较少的现象,为准确计算主汽轮机低压缸结构的静刚度,对考虑温度场、压力场作用的低压缸正车和倒车工况时的静刚度进行研究,并与仅考虑自身重力的设备静刚度进行对比分析.研究表明,温度场、压力场对加载部位结构的响应特性有很大影响,对低压缸整体结构也有一定程度的影响,为更加准确地模拟真实设备,在进行设备的静刚度分析时应该给予考虑.     

Turbine speed control system based on a fuzzy-PID

The flexibility demand of marine nuclear power plant is very high, the multiple parameters of the marine nuclear power plant with the once-through steam generator are strongly coupled, and the normal PID control of the turbine speed can＇t meet the control demand. This paper introduces a turbine speed Fuzzy-PID controller to coordinately control the steam pressure and thus realize the demand for quick tracking and steady state control over the turbine speed by using the Fuzzy control＇s quick dynamic response and PID control＇s steady state performance. The simulation shows the improvement of the response time and steady state performance of the control system.