大功率汽輪機中壓靜葉改型設計的實驗與數值研究.pdf

1、三十萬千瓦汽輪機是我國火力發(fā)電在線運行的主力機組之一.機組中為數最多的是中壓級,它們發(fā)出的功率在整機中占主要比例,對其進行改型設計,提高通流部分的流動效率,對于節(jié)約能源具有重要意義.本文通過低速風洞實驗驗證中壓級靜葉柵改型方案(73B)的氣動性能,并采用數值模擬方法進一步研究改變徑向積迭線提高流動效率的可能性.實驗研究內容包括:(1)使用五孔球頭測針,在零度和±15°沖角下,詳細測量了由柵前至柵后八個橫截面內氣動參數沿葉高和節(jié)距的分布;

2、(2)在葉片表面由0.05至0.95相對葉高設置了10排靜壓測孔,測量了靜壓系數沿葉型的分布;(3)采取墨跡顯示技術,顯示了葉柵壁面(包括內、外端壁與葉片表面)流動.實驗結果表明,對于中壓級靜葉采用吸力面最低壓力點較靠上游的后部加載葉型,適當地選擇葉型沿徑向積迭線的扭曲,在葉片表面獲得沿葉高均布的靜壓分布,這樣即可減小葉型損失,又可消除徑向二次流,使葉柵具有良好的變沖角特性以及有利靜、動葉匹配的出口氣流角沿葉高的分布.本文實驗證明:哈汽

3、廠對中壓級靜葉的改型設計是成功的.本文還采用商用軟件CFX-TASKflow數值模擬了原型、正彎和前掠靜葉柵中的三維流場.計算結果表明,葉片正彎減小了上、下端壁上的橫向壓力梯度,削弱了端壁橫向二次流.葉片前掠不改變沿葉型的靜壓分布.此外,葉片的正彎和前掠分別在葉片表面沿葉高形成"C"形和反"C"形靜壓分布,在這種靜壓分布的作用下,端壁邊界層分別被驅動進入主流或在端壁上被加速,從而降低了端部損失.在本研究情況下,與原型比較,采用正彎和前掠