透平膨脹機葉輪流熱固耦合數(shù)值模擬及分析.pdf

1、透平膨脹機是冶煉、石化和火電等重要行業(yè)必不可少的空分設備,并且伴隨著這些行業(yè)的集約化發(fā)展,透平膨脹機正朝著超大型化和低能耗化的方向發(fā)展,對我國在膨脹機設計制造、可靠性分析、故障診斷以及非線性動力學等方面提出了更高的技術要求,其中葉輪流熱固耦合問題是實現(xiàn)透平膨脹機技術突破的綜合性難題,對該領域的深入研究將有效地提高我國大型透平膨脹機自主設計制造的能力。
　　本文以透平膨脹機穩(wěn)態(tài)工況為計算條件,采用數(shù)值模擬手段,從轉子系統(tǒng)及零部件靜力

2、學性能和動力學性能的角度對葉輪流熱固耦合問題進行研究。
　　首先利用計算流體力學方法對葉輪內部流場進行分析,獲得流場狀態(tài)參數(shù)分布情況,為后續(xù)的耦合分析提供邊界條件和載荷。
　　其次根據(jù)轉子系統(tǒng)實際工況條件,分析各場之間相互作用關系,提出穩(wěn)態(tài)工況下流熱固三場單向耦合計算方法,完成轉子系統(tǒng)在耦合應力下的強度分析,驗證轉子結構滿足靜力學設計要求。
　　最后分析葉輪和轉子系統(tǒng)的振動特性,結果表明兩者皆避開共振區(qū)域,滿足動力學設