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汽轮机直叶片及叶轮设计计算一体化研究与应用

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工程建设（维泽科技） 2022年第6期5卷 88-94页

作者：张海林贾丹朱曙光洛阳中重发电设备有限责任公司河南洛阳471003

通过分析直叶片传统设计流程中的不足之处,借助程序编写,改变直叶片的设计流程,把设计流程末端的强度校核改为强度计算,并放置在流程的最前端。把依据结构设计尺寸的强度校核改为由强度计算确定结构尺寸。通过编写程序操控作为中转站及... 详细信息

通过分析直叶片传统设计流程中的不足之处,借助程序编写,改变直叶片的设计流程,把设计流程末端的强度校核改为强度计算,并放置在流程的最前端。把依据结构设计尺寸的强度校核改为由强度计算确定结构尺寸。通过编写程序操控作为中转站及叶片数据库的excel表格,实现叶片的快速设计计算及查询。直叶片设计完成后,由编写的程序驱动三维软件,完成直叶片的三维参数化模型的创建。叶轮强度采用二次算法,把叶轮轮体划分为十二段,并推导出每段内外直径及宽度与叶轮外形结构数据之间的数学表达式。根据所推导的公式,利用VB语言编写叶轮应力及过盈量的计算程序,并把叶轮的外形结构数据输入到叶轮数据库中,同时查找数据库中有无相同结构尺寸的叶轮,以避免叶轮的重复设计。叶片的叶根装于叶轮的叶根槽中,叶片的强度计算涉及到叶轮的轮缘尺寸,叶轮强度计算中的径向外载荷主要来源于叶片的离心力,在强度计算过程中,两者之间相互关联。以相互关联的内容为纽带,把两者的强度计算整合为一体,极大的简化整了个计算过程。引入excel表格作为数据库,采用二次开发技术,利用VB编程,把叶片、叶轮强度计算、数据及叶片三维建模融为一体,实现汽轮机直叶片及其叶轮一体化设计计算。

关键词：汽轮机直叶片三维参数化模型套装叶轮过盈量二次算法1 绪论

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直叶片垂直轴风力机风轮气动性能预估

直叶片垂直轴风力机风轮气动性能预估

作者：金雪红西安理工大学

学位级别：硕士

风力发电是通过风力机装置将风能转化为电能,因此如何设计一种高效、可靠的风力机是风力发电技术的关键。垂直轴风力机与水平轴风力机相比有其优势所在。本文以600W直叶片垂直轴风力机为研究对象,对NACA系列对称翼型及风轮简化二维模型... 详细信息

风力发电是通过风力机装置将风能转化为电能,因此如何设计一种高效、可靠的风力机是风力发电技术的关键。垂直轴风力机与水平轴风力机相比有其优势所在。本文以600W直叶片垂直轴风力机为研究对象,对NACA系列对称翼型及风轮简化二维模型和全三维模型进行了数值模拟。主要研究内容如下：首先,选用了k-ωSST和RNGk-ε两种湍流模型对NACA0012翼型进行了数值模拟,对比了不同湍流模型对气动模拟精度的影响,计算结果表明：k-wSST湍流模型模拟的升阻力系数比较准确。定常和非定常计算值相比较,非定常模拟的升阻力系数比较准确。其次,不考虑连杆、转轴以及叶尖损失的影响,把三维H型直叶片垂直轴风轮简化为二维风轮,采用滑移网格技术对该简化模型进行数值模拟。计算分析得出,对于同一风速,随着尾流远离风轮,尾流速度逐渐接近来流风速;对于不同风速,随着风速的增加,尾流扩散区的长度逐渐增加,尾流扩散中心的最小尾流值也在增加;功率随着风速的增加而增加,当达到额定风速时,功率值也趋近于额定功率,随着风速的继续增加,功率也有所增加。对于同一转速,随着尾流远离风轮,尾流速度逐渐接近来流风速;对比不同转速,随着转速的增加,尾流扩散区Y方向的长度逐渐增加;功率随着转速的增加而增加,当达到某一转速时,功率达到最大,随着转速的继续增加,功率则逐渐减小。风力机输出功率随转速先增加后减小,最大功率的位置五叶片较三叶片所对应的转速低。最后,基于N-S方程和k-ωSST湍流模型,采用非结构化网格,分别分析了三叶片和五叶片风轮在不同工况下的全三维非定常流动。数值模拟结果表明,采用滑移网格技术模拟非定常的全三维数值计算能较好的反映风轮旋转过程的流场,功率曲线及功率系数曲线的变化;无论是三叶片风轮还是五叶片风轮,全三维风轮数值模拟的功率、功率系数都要小于二维风轮数值模拟功率、功率系数值,主要是因为全三维模拟考虑了叶尖损失的影响;在风轮旋转的一周内,所处位置不同,尾流流场的分布稍有不同,但总体变化不明显;对本文模型而言,与实度相比较,叶尖损失对五叶片风轮的影响要大于三叶片风轮。

关键词：垂直轴风力机直叶片非定常数值模拟实度

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直叶片垂直轴风力机研究

直叶片垂直轴风力机研究

作者：巫发明兰州理工大学

学位级别：硕士

定了基础;4.直叶片垂直轴风力机风轮非定常数值模拟结果可与双向多流管模型计算值较好地吻合,全三维和二维的非定常流场的数值模拟都能较真实地反映出风力机流场特性。虽然全三维模型模拟虽然计算量大,但能较好反映出模拟叶尖损失对流... 详细信息

定了基础;4.直叶片垂直轴风力机风轮非定常数值模拟结果可与双向多流管模型计算值较好地吻合,全三维和二维的非定常流场的数值模拟都能较真实地反映出风力机流场特性。虽然全三维模型模拟虽然计算量大,但能较好反映出模拟叶尖损失对流场的影响。

关键词：直叶片垂直轴风力机遗传算法气动性能数值模拟

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汽轮机直叶片级叶轮轴向推力计算研究

化工设备与管道 2021年第1期58卷 43-47页

作者：葛存飞陈登华董洪潮魏双刘庆龙杭州中能汽轮动力有限公司汽轮机研究所杭州310018

为了解决提高冲动式汽轮机直叶片压力级的叶轮轴向推力计算精度的问题,利用CFD方法对叶栅及间隙流的流场进行计算,研究一维计算方法中的假设条件对叶轮轴向推力计算结果的影响。结果表明:间隙流假设为理想的等熵流动对叶轮轴向推力计算... 详细信息

为了解决提高冲动式汽轮机直叶片压力级的叶轮轴向推力计算精度的问题,利用CFD方法对叶栅及间隙流的流场进行计算,研究一维计算方法中的假设条件对叶轮轴向推力计算结果的影响。结果表明:间隙流假设为理想的等熵流动对叶轮轴向推力计算的相对误差减小到约3%,方差减小到0.02;叶根反动度关系式的选取对叶轮轴向推力一维计算的精度影响较大。提出了一种优化的直叶片反动度的计算关系式,能够提高冲动式汽轮机直叶片压力级的叶轮轴向推力计算准确度,为汽轮机轴向推力提供可靠的计算依据。

关键词：直叶片轴向推力叶轮假设叶根反动度

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汽轮机直叶片汽道背弧加工装置的改造

汽轮机技术 1996年第6期38卷 330-331,335页

作者：江允邦周崇新徐婉华南京汽轮电机厂

介绍了将传统的汽道背弧加工装置改造为数控加工系统的方法。

关键词：汽轮机直叶片汽道背弧加工装置

设计参数对直叶片垂直轴风力机功率系数的影响

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兰州理工大学学报 2009年第5期35卷 47-50页

作者：杨从新巫发明王立鹏张玉良兰州理工大学风能技术研究中心甘肃兰州730050 南车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部湖南株洲412001

基于多流管、双向多流管理论模型,利用MATLAB编程计算垂直轴风力机的功率系数并与实验值进行对比.研究表明:双向多流管理论模型更适合于垂直轴风力机的设计.以此为基础研究尖速比和实度对直叶片垂直轴风力机功率系数的影响,计算显示:尖... 详细信息

基于多流管、双向多流管理论模型,利用MATLAB编程计算垂直轴风力机的功率系数并与实验值进行对比.研究表明:双向多流管理论模型更适合于垂直轴风力机的设计.以此为基础研究尖速比和实度对直叶片垂直轴风力机功率系数的影响,计算显示:尖速比增加,功率系数先增大后减小,近似成抛物线变化;实度增加,功率系数(效率)先增大后减小,最高效率位置向低尖速比区漂移,高效区范围变小.

关键词：直叶片双向多流管模型功率系数垂直轴风力机

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直叶片立轴风力机特性计算中的若干问题

农业机械学报 1984年第1期 15-23页

作者：田安久中国民航一0二厂

本文论述了基于单流管理论模型的直叶片立轴风力发动机特性的计算方法,讨论了雷诺数、展弦比和横臂的修正问题。

关键词：立轴风力机攻角叶素横臂展弦比迎角叶片几何直叶片对称翼型特性计算

概率设计法在汽轮机直叶片级热力设计中的应用

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中国电机工程学报 1999年第2期19卷 20-25页

作者：史进渊上海发电设备成套设计研究所

提出了汽轮机直叶片级热力性能的概率设计法。该方法以现有汽轮机直叶片级的热力设计的计算公式为基础，把叶片级的热力设计量根据实际情况处理为随机变量，把概率论和统计学应用于直叶片级的热力设计，旨在准确分析设计和制造因素离散... 详细信息

提出了汽轮机直叶片级热力性能的概率设计法。该方法以现有汽轮机直叶片级的热力设计的计算公式为基础，把叶片级的热力设计量根据实际情况处理为随机变量，把概率论和统计学应用于直叶片级的热力设计，旨在准确分析设计和制造因素离散性对叶片级内功率和相对内效率的影响。文中给出了汽轮机直叶片级３０个热力设计量的均值和标准差的计算公式和应用实例。

关键词：汽轮机直叶片热力设计概率设计可靠性

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直叶片汽道背弧高效数控加工

工业汽轮机 2002年第2期 18-19页

作者：应巩华杭州汽轮机股份有限公司

汽轮机直叶片生产数量最多，常规工艺质量稳定性差、劳动强度大；采用数控加工加上方便实用的优化数控制程序和工装，使高效、优质、省力在直叶片汽道加工中得到良好体现。

关键词：直叶片汽道背弧数控加工汽轮机