燃气轮机进气系统过滤结构数值模拟

针对某型燃气轮机陆上试验的进气系统,布置不同过滤结构模型,采用CFD数值模拟计算方法,分析了三种过滤结构对进气系统流场、燃机进口空气速度均匀性、总压损失等参数影响。结果表明：在低进气流量下,过滤结构产生的总压损失占据主导位置,随着进气流量的增加,进气室稳压室向燃机进口直管收缩产生的压损更为明显。两侧分布式过滤结构降低了燃机进口空气速度的不均匀度,并有效降低了总压损失。     

进排气损失对某型燃气轮机性能的影响

在燃气轮机装置的流路中有许多管路,当燃气流过这些管道时将产生流体阻力损失,从而影响装置的性能。在变工况工作时,由于流路中的流量、温度、压力及流速的变化,流阻损失也将发生变化,流阻损失表现为进、排气总压损失。此外随着燃气轮机在舰船上使用时间的增长,空气中盐分对燃气轮机的进气滤清装置产生腐蚀、结垢等因素会造成进、排气压力的损失。本文将对进、排气道的压力损失对燃气轮机整体性能影响进行研究。     

不同滤清装置布置形式下进气系统气动性能研究

本文以船舶燃气轮机进气滤清装置的布置形式为研究对象,利用多孔介质边界条件结合进气滤清装置阻力特性,解决了进气系统三维数值模拟时不同流速条件下总压损失不能直接确定的问题。模拟了滤清装置的常规布置形式与三角形和梯形布置形式下的进气系统全流场,确立了总压损失与通流面积比的关系。对比分析相同通流面积不同滤清装置布置形式下的总压损失,得到了布置参数与总压损失的关系。研究结果对于进气系统总体设计与性能优化具有一定的参考价值。     

变工况下舰用进气系统综合模拟实验台气动特性研究

为获得某新型舰用燃气轮机进气系统综合模拟实验台的气动阻力特性,本文利用实验与数值相结合的方法研究了其气动特性及流场特性。首先在实验台上完成不同工况下的模拟实验,进行气动参数的采集,并计算对应工况下的内部流场,分析各截面上总压损失分布及流阻特性。结果表明,在不同工况下该进气系统内部流场主流区流动平稳均匀,各部分总压损失较小且分配合理,且设计工况阻力系数最小。该新型舰用燃气轮机进气系统综合模拟实验台具有良好的气动特性。     

船用燃气轮机进气装置的试验研究

一、前言船用燃气轮机进气装置应满足下述基本要求: 1.要有小的流动压力损失; 2.保证压气机进口流场均匀; 3.尽可能地除去空气中所含的盐分,防止吸入本机的排气     

LM2500船用燃气轮机高速空气过滤系统

进气道中的杂质微粒是影响船用燃气轮机运行性能的重要因素。为了确保进入燃气轮机的空气质量，所有民用和军用配备有燃气轮机的船用推进系统，必须配备空气过滤系统。描述了一般条件下燃气轮机的损坏与不适当的空气滤器的关系，以及在以色列海军“萨尔5”轻型护卫舰上由不令人满意的燃气轮机空气过滤器引起的特殊技术问题。简要介绍了以色列海军为燃气轮机进气系统改型设计的标准，及如何利用高速空气过滤系统来满足这些要求，讨论了使用这一高速系统的潜在优点。此外，描述了计算流体力学(CFD)的分析结果，确保已完成的进气道变化不改变进入燃气轮机的空气流场。最后，描述了在INS Lahav船上新型过滤系统的最初改型和获得的海试结果。     

船用燃气轮机进气系统设计及模型试验方法

汇集并总结了船用燃气轮机进气系统设计中，系统设备的基本配置、管道阻力计算方法、压气机进口速度场的不均匀度定义和计算方法，以及进气系统模型试验的必要性、相似准则的运用和模型试验的方法。     

进气道气流折转角度对压气机进口流场均匀性影响

以燃气轮机进气竖井转折角度变化对压气机进口速度场均匀性影响为出发点.建立了七个不同进气转折角的进气道模型,采用数值模拟的方法,从进气流场均匀性和进气阻力两个方面对不同模型进行计算分析,得到了进气竖井气流折转角度的变化对于压气机进口流场均匀性的影响规律,以及对整个流场的阻力特性的影响.研究成果为设计制造高性能的船用燃气轮机进气道提供比较可靠的依据.     

基于空气布雷顿循环的海上油气平台发电燃气轮机余热回收系统热力性能分析

针对海上油气平台某发电用燃气轮机排气余热源,设计了以空气为工质的布雷顿循环余热回收系统.在建立二级压缩中间冷却余热利用系统的热力学、经济学分析模型基础上,计算时考虑了空气的变比热特性,分析了系统余热回收工作过程的热力性能,获得了涡轮进口空气温度、压气机总压比和压气机压比分配对系统性能参数的影响规律.结果表明,系统最优的动力性指标和经济性指标对应的压气机总压比不同,当压气机压比分配比例为6∶4时,系统可以较好地兼顾动力性和经济性性能指标.     

燃气轮机进气系统设计对进气除湿器性能的影响

燃气轮机进气除湿器的性能以及进气口的面积，一般是按燃气轮机额定工况下的进气流量设计的。进气口不分区段，整段进气，部分工况也如此。这样，在部分工况时，除湿器的性能就会下降。针对这个问题，提出了进气口分区进气方案，在工程应用上只需对结构等做较小的改动，即可在燃气轮机绝大多数工况运动时，都能保证燃气轮机进气除湿器在高性能区工作。     

环境温度和进气压力损失耦合作用下的燃气轮机性能

采用变比热容并考虑油气比变化对系统的影响,建立了一种非线性的考虑容积惯性的双轴燃气轮机动态仿真模型.基于不同的工况,获取进气系统的压力损失变化规律;并耦合燃气轮机在不同环境温度下的实际运行需求,对燃气轮机的性能进行了仿真研究和计算.结果表明:随着燃气轮机工况的增加,进气系统的压力损失按接近2次方规律增加;在高温和高工况条件下,燃气轮机的有效输出功率和热效率下降明显.所得结果可为燃气轮机的优化设计和使用提供理论基础和决策参考.     

组合涡诱导结构对某型燃烧室性能影响的分析

为解决某型燃气轮机间冷改造后环形燃烧室在高容热强度下燃烧效果不理想的问题,提出组合涡诱导结构,并通过数值模拟,研究该结构中的主要结构参数(波瓣高宽比、波瓣数和波瓣长度)对燃烧室性能的影响规律。结果表明:1)组合涡诱导结构可以明显改善高容热强度下的燃烧性能,具有较好的应用前景;2)随着高宽比的增加,燃烧效率逐渐降低,总压损失系数基本保持不变;3)随着波瓣数的增加,总压损失系数、出口平均温度和NOx排放均逐渐增大;4)随波瓣长度的增加,燃烧效率、NOx排放和出口平均温度均逐渐增大,总压损失基本保持不变。上述结论可为后续该型号燃气轮机燃烧室的数值计算和设计提供参考。     

组合涡诱导结构对某型燃烧室性能影响的分析

为解决某型燃气轮机间冷改造后环形燃烧室在高容热强度下燃烧效果不理想的问题,提出组合涡诱导结构,并通过数值模拟,研究该结构中的主要结构参数(波瓣高宽比、波瓣数和波瓣长度)对燃烧室性能的影响规律.结果表明:1)组合涡诱导结构可以明显改善高容热强度下的燃烧性能,具有较好的应用前景;2)随着高宽比的增加,燃烧效率逐渐降低,总压损失系数基本保持不变;3)随着波瓣数的增加,总压损失系数、出口平均温度和NOx排放均逐渐增大;4)随波瓣长度的增加,燃烧效率、NOx排放和出口平均温度均逐渐增大,总压损失基本保持不变.上述结论可为后续该型号燃气轮机燃烧室的数值计算和设计提供参考.     

燃气轮机进气冷却监控系统的研制

燃气轮机的性能与环境温度有关,高温时其出力随进入燃机的空气温度升高而降低的问题可通过进气冷却来解决.分析了燃气轮机进气冷却系统的工作原理,介绍了基于DCS技术的进气冷却监控系统的研制情况,详细论述了使用西门子工控软件WinCC与STEP7对上位机以及下位机的设计与实现.     

舰船燃气轮机进气系统进气口的布置

海平面上空气所含的盐分，若被舰船燃气轮机吸入，会腐蚀发动机，影响其性能和工作寿命。通过对海平面含盐空气分布情况的分析，以及有关现成的实验结果，对燃气轮机进气系统进气口的布置，进行了有益的探讨。     

海洋环境条件对船舶间冷循环燃气轮机性能的影响

针对未来大型船舶活动海区的海洋环境特点,分析了外界空气温度、海水温度、空气湿度、空气盐度、海水盐度等对船舶间冷循环燃气轮机的性能影响。研究结果表明,外界空气温度对间冷循环燃气轮机性能影响最大,随着外界空气温度的升高,间冷循环燃气轮机的进口空气流量、输出功率和效率均有不同程度的下降;随着海水温度的增加,机组效率和功率均下降,但影响不大;大气湿度在常温下影响较小,但在高温环境条件下不容忽视,空气盐度、海水盐度也会在一定程度上影响间冷循环燃气轮机的性能。     

燃料电池系统膜增湿器传热传质性能研究

对大功率常压燃料电池系统膜增湿器的传热传质性能进行实验研究,确定了影响膜增湿器性能的主要因素,建立膜增湿器传热传质数学模型,仿真研究了这些因素对膜增湿器性能的影响机制.研究表明,降低增湿器操作压力,增大空气流量,提高进气温度有利于提高扩散系数;减小空气流量和降低干空气进口温度有利于降低膜内水含量梯度.     

某型舰燃气轮机进气百叶窗安装结构变形分析

船体结构的变形曾造成某型舰燃气轮机的进气叶百窗开启困难，影响了燃气轮机的正常运行，为了在以后新型舰的设计中避免这一情况的发生，本文以有限元分析法为基础，利用ANSYS软件，，就舰的局部结构建立三维有限元计算模型，经合理输入边界条件，分别计算出各百叶窗开口对角线的变形，通过分析和比较计算结果，提出了优化的新型舰燃气轮机进气室百叶窗安装壁的结构，对船体结构设计提供了很好的参考。     

船用柴油机进气道类型及结构参数对流通性能的影响

以船用柴油机进气道为研究对象,用经试验验证的数值模拟方法研究了不同类型进气道的流通特性及串联进气道主要结构参数对气道流通性能的影响。研究结果表明,不同类型气道中,并联气道进气能力较串联气道要大,但并联气道形成的涡流比很弱;串联气道流量系数比对称型并联气道稍小,但能形成一定的涡流比;在进气道喉口面积一定的情况下,气道进口面积大小是影响气道流量系数最明显的结构参数,其余结构参数对气道流量系数影响都很小;进气道各结构参数对气道涡流比都有影响,其中气阀座高对涡流比影响最大,气道进口高度对涡流比影响也比较明显;气道出口处气流分布情况影响进气涡流大小,沿缸套周向速度分量越大,形成进气涡流的能力越大。     

船用燃气轮机排烟温度场分析与优化

为进一步提高船用燃机排气引射器的工作性能,降低红外辐射,以某型船用燃机排气系统为研究对象,采用数值模拟的方法对船用燃气轮机排气系统在不同工况下的工作性能进行数值模拟研究,获得各工况下燃气轮机排气系统出口处的温度场.在此基础上,分析主喷口面积和侧壁窗口面积对排气系统出口温度分布的影响.研究结果表明,随着主喷口出口面积的逐渐减小,引射系数和总压损失都有所增加,排气室侧壁窗口面积的增加会增大整个装置的引射系数,但变化幅度低于主喷管出口面积变化造成的影响.