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锯齿尾缘叶片对轴流风机气动噪声及性能的影响

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动力工程学报 2020年第3期40卷 231-238页

作者：叶学民张锐星张超李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室河北保定071003

以OB-84型动叶可调轴流风机为研究对象,采用大涡模拟和FW-H声学模型对锯齿尾缘动叶风机进行了数值模拟,探讨了不同锯齿长度的尾缘对风机气动噪声、压强脉动及性能的影响,并分析了其流场特征和降噪机理。结果表明:锯齿尾缘可明显降低风... 详细信息

以OB-84型动叶可调轴流风机为研究对象,采用大涡模拟和FW-H声学模型对锯齿尾缘动叶风机进行了数值模拟,探讨了不同锯齿长度的尾缘对风机气动噪声、压强脉动及性能的影响,并分析了其流场特征和降噪机理。结果表明:锯齿尾缘可明显降低风机的中低频段噪声和流道中气流的压强脉动强度,锯齿长度越大,其影响越明显;锯齿尾缘增强了尾流区的流动掺混,改变了动叶尾缘脱落涡结构,形成了2层整齐的"梳状"流向对涡,由此降低了风机的气动噪声;模型A、模型B和模型C均可以在设计流量或小流量下提高风机效率,以模型A提升最明显,但在大流量下性能均低于原风机。

关键词：锯齿尾缘动叶可调轴流风机气动噪声风机性能

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齿形襟翼结构尾缘轴流风机性能仿真研究

动力工程学报 2022年第5期42卷 450-457页

作者：郑楠叶学民杨天康李春曦华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

以某两级动叶可调轴流风机为例,采用大涡模拟(LES)对不同齿长的齿形襟翼结构下的风机性能、涡结构和气动噪声进行了计算,分析了其内流特征、噪声源分布和降噪机理。结果表明:齿形襟翼可有效提升风机性能,且全压增幅与齿长成反比;齿形襟... 详细信息

以某两级动叶可调轴流风机为例,采用大涡模拟(LES)对不同齿长的齿形襟翼结构下的风机性能、涡结构和气动噪声进行了计算,分析了其内流特征、噪声源分布和降噪机理。结果表明:齿形襟翼可有效提升风机性能,且全压增幅与齿长成反比;齿形襟翼风机全压效率最高点向大体积流量侧移动,运行高效区变宽;随着齿长的增加,齿形襟翼的静压均值呈现先减小后增大的趋势,其中方案4的静压均值较原风机下降402 Pa,高频降噪最为显著;齿形襟翼可降低湍流脉动强度,尾迹涡的大小和分布区域减小,同时前缘分离涡数量也减少;齿形襟翼尾缘处产生了2对反向对称涡,其相互作用强烈,能量耗散加快,是齿形襟翼结构尾缘能降噪的主要原因。

关键词：动叶可调轴流风机齿形襟翼风机性能噪声源分布降噪机理

叶顶开槽-小翼结构对轴流风机性能和噪声影响的数值研究

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动力工程学报 2023年第9期43卷 1123-1131页

作者：杨天康叶学民刘洋李春曦华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

以某两级动叶可调轴流风机为对象,提出了在叶顶加装吸力面小翼并开设斜槽的新型叶顶结构,采用Fluent模拟了改型前后风机的气动性能,并引入大涡模拟得到了风机噪声和涡结构的变化,进而分析了不同叶顶结构对风机性能、内流特征、噪声及叶... 详细信息

以某两级动叶可调轴流风机为对象,提出了在叶顶加装吸力面小翼并开设斜槽的新型叶顶结构,采用Fluent模拟了改型前后风机的气动性能,并引入大涡模拟得到了风机噪声和涡结构的变化,进而分析了不同叶顶结构对风机性能、内流特征、噪声及叶顶涡结构的影响。结果表明:在吸力面加装小翼后风机全压和效率均有提升,在小翼上开设顺流向斜槽后性能更优;泄漏涡和叶顶间隙为主要噪声源,吸力面小翼可有效降低风机噪声,在小翼开槽后总声压级增大;综合考虑风机性能和噪声变化,方案2为最佳改型方案,该方案下叶顶泄漏涡涡量减小,风机噪声较低,涡结构分布较为离散,大尺度涡发生破碎,涡核位置远离主流道,因此叶顶损失较小。

关键词：泄漏涡叶顶改型气动性能噪声涡结构

齿形襟翼及跨度对风机气动性能影响的数值研究

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动力工程学报 2021年第12期41卷 1081-1089页

作者：郑楠叶学民胡佳密李春曦华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

基于大涡模拟对采用不同跨度齿形襟翼(TGF)的动叶可调轴流风机进行了数值研究,探讨了襟翼及其跨度对风机性能、气动噪声和静压分布的影响,分析了噪声与涡结构分布的内在联系。结果表明:齿形襟翼可显著提高风机全压,且全压增幅与襟翼跨... 详细信息

基于大涡模拟对采用不同跨度齿形襟翼(TGF)的动叶可调轴流风机进行了数值研究,探讨了襟翼及其跨度对风机性能、气动噪声和静压分布的影响,分析了噪声与涡结构分布的内在联系。结果表明:齿形襟翼可显著提高风机全压,且全压增幅与襟翼跨度成正比,襟翼跨度为0.9时的全压提高1 409 Pa;采用齿形襟翼后的风机降噪量随襟翼跨度的减小而增大,襟翼跨度为0.7时的降噪量达18.33 dB;齿形襟翼削弱了叶片尾迹强度,改善了叶根泡状涡尺寸,在襟翼顶部形成一较长管状涡,减弱了尾涡与叶顶泄漏流的相互作用;襟翼跨度越小,改善成效、降噪效果越显著;襟翼跨度为0.9时的齿形襟翼在改善全压、拓宽高效区和降噪等方面的综合性能最优,且在变安装角工况下可有效提升风机全压、改善大流量侧效率。

关键词：动叶可调轴流风机齿形襟翼襟翼跨度气动性能噪声尾涡结构

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两级动叶可调轴流风机内流特征的数值模拟

动力工程学报 2013年第11期33卷 871-877页

作者：叶学民李新颖李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

采用Fluent软件对某600MW机组配套的两级动叶可调轴流一次风机进行了全三维定常数值模拟,分析了风机第一、第二级叶轮内流特征和动叶安装角对风机性能的影响.结果表明:第二级叶轮出口总压整体呈现高压区和次高压区交替分布的特征,且比... 详细信息

采用Fluent软件对某600MW机组配套的两级动叶可调轴流一次风机进行了全三维定常数值模拟,分析了风机第一、第二级叶轮内流特征和动叶安装角对风机性能的影响.结果表明:第二级叶轮出口总压整体呈现高压区和次高压区交替分布的特征,且比第一级叶轮的对称性差;第一、第二级叶轮叶片压力面、吸力面的总压和静压分布规律相似;第二级叶轮叶片压力面和吸力面相应位置上的静压值均大于第一级叶轮叶片;随着动叶安装角的增大,第一、第二级叶轮的总压升系数和静叶的扩压系数均增大,且第二级叶轮大于第一级叶轮,表明第二级叶轮的做功能力和静叶的扩压能力均比第一级叶轮的大.

关键词：动叶可调轴流风机两级叶轮安装角内部流场流动特性数值模拟

660 MW燃煤发电机组的碳捕集系统余热利用和集成系统性能评估

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太阳能学报 2022年第7期43卷 203-211页

作者：董志坚叶学民宋睿哲李春曦华北电力大学动力工程系保定071003 华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室保定071003

碳捕集与封存(CCS)技术能有效捕获燃煤电厂排放的CO_(2)但再生能耗大且效率低。为提高燃煤电厂能源利用效率,提出集成有机朗肯循环(ORC)与CCS的太阳能-燃煤发电系统,利用热力学、[火用]和经济性分析模型对集成系统进行参数敏感性分析。... 详细信息

碳捕集与封存(CCS)技术能有效捕获燃煤电厂排放的CO_(2)但再生能耗大且效率低。为提高燃煤电厂能源利用效率,提出集成有机朗肯循环(ORC)与CCS的太阳能-燃煤发电系统,利用热力学、[火用]和经济性分析模型对集成系统进行参数敏感性分析。基于外部燃料[火用]矩阵模型,分析再沸器所需热量中CO_(2)压缩过程和太阳能集热器的热量占比及集成ORC系统对外部燃料[火用]贡献度的影响。研究表明:当热源比θ=0.4时的集成系统热经济性能最优且具有较合理的不可逆性;集成ORC系统后锅炉燃煤[火用]、一、二次再热燃煤[火用]对系统产品的贡献度均有所提高;随着θ增加,锅炉燃煤[火用]和一、二次再热燃煤[火用]对碳捕集系统产品的贡献度逐渐降低;压缩余热[火用]和太阳能[火用]的贡献度逐渐增加。

关键词：碳捕集与封存太阳能余热利用 CO_(2)压缩有机朗肯循环外部燃料[火用]贡献度

动叶可调轴流风机前后级叶轮单叶片非同步调整时的内流特征

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动力工程学报 2014年第7期34卷 541-550页

作者：叶学民李新颖李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

对某两级动叶可调轴流风机进行了整机三维定常数值模拟,研究了不同工况下第一、第二级叶轮单叶片安装角发生非同步调整对风机整机、单级叶轮以及异常叶片周围流场的影响.结果表明:叶片安装角发生小角度偏离时,风机的全压和效率均变化不... 详细信息

对某两级动叶可调轴流风机进行了整机三维定常数值模拟,研究了不同工况下第一、第二级叶轮单叶片安装角发生非同步调整对风机整机、单级叶轮以及异常叶片周围流场的影响.结果表明:叶片安装角发生小角度偏离时,风机的全压和效率均变化不大,随着偏离度Δβy的增大,风机性能显著恶化;第一级叶轮异常时风机的整体性能、单级叶轮的总压升能力和异常叶片自身的做功性能以及前后级导叶效率均劣于第二级叶轮异常时,尤其是负向偏离时表现更显著,仅Δβy=12°时优于第二级叶轮异常时;正向偏离时,第一、第二级叶轮的熵产率和流线分布呈相似规律,均在异常叶片吸力面侧尾缘形成高熵产率区和分离涡,其大小随Δβy增大而增大;负向偏离时,第一级叶轮异常时在异常叶片的压力面侧为高损失区,而第二级叶轮异常时则对相邻叶片的吸力面产生影响,并在其尾部形成分离涡.

关键词：动叶可调轴流风机两级叶轮非同步调整安装角异常内流特征

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太阳能-燃煤联合发电系统性能分析

华北电力大学学报（自然科学版） 2015年第1期42卷 74-79页

作者：叶学民王佳李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室河北保定071003

将太阳能集成于燃煤机组可促进太阳能利用及实现火电机组节能减排。以某300 MW机组为例,针对太阳能集成于加热器汽侧的耦合方式,建立了联合发电系统的抽汽份额及火用损分布矩阵,对标准煤耗率降低量等热力性能指标进行了分析。结果表明:... 详细信息

将太阳能集成于燃煤机组可促进太阳能利用及实现火电机组节能减排。以某300 MW机组为例,针对太阳能集成于加热器汽侧的耦合方式,建立了联合发电系统的抽汽份额及火用损分布矩阵,对标准煤耗率降低量等热力性能指标进行了分析。结果表明:集成于高加侧加热器时的集热器效率低于低加侧加热器;随抽汽位置由高压缸、中压缸到低压缸变化,各性能指标均呈梯度降低趋势;随被取代抽汽比例增加,性能指标升高,当增至完全取代抽汽时各指标达最大值,标准煤耗降低量、煤炭及CO2减排节约成本分别达17.7 g/k W·h,1 722.5万元/a、1 610.1万元/a,回收年限达6.09 a。

关键词：太阳能联合发电火用损分布热力性能

第一级导叶改进对两级动叶可调轴流风机性能的影响

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动力工程学报 2014年第3期34卷 228-235,252页

作者：叶学民李新颖李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

利用Fluent软件对某两级动叶可调轴流风机进行全三维数值模拟,探讨了第一级导叶采用长短复合式和单一长叶片式2种叶片结构对风机气动性能的影响,并比较了短叶片不同轴向、周向位置和叶片长度时的风机性能.结果表明:长短复合式导叶的单... 详细信息

利用Fluent软件对某两级动叶可调轴流风机进行全三维数值模拟,探讨了第一级导叶采用长短复合式和单一长叶片式2种叶片结构对风机气动性能的影响,并比较了短叶片不同轴向、周向位置和叶片长度时的风机性能.结果表明:长短复合式导叶的单级扩压性能及整机气动性能均优于单一长叶片式导叶;当短叶片位于第一级导叶入口、相邻长叶片中间栅距时,风机的全压和效率均达到最优,尤其是效率明显高于其他位置;短叶片长度对风机性能也有明显影响,当其长度为320mm时,风机的不可逆损失最小,增加或减小短叶片长度均导致风机气动性能变差.

关键词：两级动叶轴流风机长短复合式导叶熵产率