本文關(guān)鍵詞：軸流壓氣機(jī)不同工況下燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)軸受力及振動特性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：燃?xì)廨啓C(jī)組作為新興機(jī)組,在我國總裝機(jī)容量中占有的比例越來越大,而燃機(jī)技術(shù)的瓶頸極大的限制了國內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展。本文選題基于這樣的大環(huán)境,同時著眼于國內(nèi)對燃機(jī)結(jié)構(gòu)與流體研究分離的現(xiàn)狀,旨在彌補(bǔ)燃機(jī)技術(shù)結(jié)構(gòu)與流體兩者關(guān)聯(lián)研究的空白,并為后續(xù)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組軸系受力與振動分析打下基礎(chǔ)。本文采用Pro/E建模、Ansys后續(xù)簡化分析的思路對軸流壓氣機(jī)的工作狀態(tài)和失速后的激振力進(jìn)行了分析,并通過結(jié)構(gòu)模塊對轉(zhuǎn)子在激振力作用下的振動進(jìn)行了仿真分析。研究內(nèi)容及成果如下:(1)對軸流壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行分析,得到了軸流壓氣機(jī)工況下的受力原理。通過公式明確了軸流壓氣機(jī)的做功主要包括氣體動能的變化和內(nèi)部壓力勢能的變化,并當(dāng)動葉級發(fā)生部分旋轉(zhuǎn)失速時,考慮失速團(tuán)的傳播轉(zhuǎn)子將受到與失速團(tuán)傳播等頻率的切向激振力作用。(2)模擬得出了特定軸流壓氣機(jī)流量-全壓特性曲線,并對軸流壓氣機(jī)不同工況進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明:在正常工況下,軸流壓氣機(jī)整體只受軸向力和力矩的作用,且整體受到軸向力和力矩與單個葉片所受合力成一定的比例關(guān)系;切向力和力矩與流量呈現(xiàn)相同的變化趨勢,而軸向力與之相反;隨著轉(zhuǎn)速的增大葉片的軸向力、力矩和切向力不斷增大;隨著全壓的增加,軸向力呈線性關(guān)系不斷增大,力矩和切向力整體保持在一定的水平。(3)從軸流壓氣機(jī)的失速分類出發(fā),對軸流壓氣機(jī)失速過程進(jìn)行仿真,得出仿真過程的模擬數(shù)據(jù)并分析。仿真結(jié)果表明:葉片的受力在失速的起始階段有驟變,完全失速階段的變化頻率與失速區(qū)域傳播頻率一致。失速區(qū)域的傳播速度一般在轉(zhuǎn)速的30%-50%范圍內(nèi),且振動頻率中存在過葉片頻率、失速頻率及其倍頻成分。(4)從機(jī)械結(jié)構(gòu)與振動角度出發(fā),對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和振動進(jìn)行了仿真分析。得出葉片在葉根處的等效應(yīng)力和應(yīng)變較大,其中葉片前緣的中間位置和葉片后沿的葉根處尤其需要注意;同時轉(zhuǎn)子在受力矩作用下,其應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值和變形數(shù)值的大小區(qū)域完全相反,且轉(zhuǎn)子在受到失速團(tuán)激振力作用下會發(fā)生與其傳播速度等頻率的受迫振動。
【關(guān)鍵詞】：軸流壓氣機(jī) 燃?xì)廨啓C(jī)組 轉(zhuǎn)子 失速 振動
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH453
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 軸流壓氣機(jī)失速研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 燃?xì)廨啓C(jī)組轉(zhuǎn)軸受力振動研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文研究工作13-14
• 1.3.1 研究內(nèi)容13
• 1.3.2 研究方法13-14
• 第2章 軸流壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)及受力14-25
• 2.1 軸流壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)及原理14-15
• 2.1.1 軸流壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)14-15
• 2.1.2 軸流壓氣機(jī)工作原理15
• 2.2 軸流壓氣機(jī)工作參數(shù)及關(guān)系15-16
• 2.2.1 軸流壓氣機(jī)工作參數(shù)15-16
• 2.2.2 軸流壓氣機(jī)參數(shù)關(guān)系16
• 2.3 軸流壓氣機(jī)工作過程16-18
• 2.3.1 軸流壓氣機(jī)增壓過程16-17
• 2.3.2 軸流壓氣機(jī)的速度三角形17-18
• 2.4 軸流壓氣機(jī)的受力情況分析18-23
• 2.4.1 單個動葉柵的受力與功能關(guān)系18-19
• 2.4.2 靜葉柵的受力19
• 2.4.3 穩(wěn)定運(yùn)行下動葉柵級受力情況19-21
• 2.4.4 部分旋轉(zhuǎn)失速狀態(tài)下葉柵受力情況21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-25
• 第3章 不同工況下軸流壓氣機(jī)受力仿真分析25-38
• 3.1 仿真分析軟硬件25
• 3.2 軸流壓氣機(jī)模型25-26
• 3.2.1 軸流壓氣機(jī)動葉模型25-26
• 3.2.2 軸流壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子模型26
• 3.3 仿真計(jì)算26-28
• 3.3.1 仿真過程中的參數(shù)設(shè)定26
• 3.3.2 軸流壓氣機(jī)單級工作特性26-28
• 3.4 仿真結(jié)果分析28-37
• 3.4.1 正常工況下壓氣機(jī)受力28-31
• 3.4.2 流量對壓氣機(jī)受力的影響31-32
• 3.4.3 轉(zhuǎn)速對壓氣機(jī)受力的影響32-36
• 3.4.4 變工況下壓氣機(jī)受力的影響36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 軸流壓氣機(jī)失速過程仿真分析38-48
• 4.1 軸流壓氣機(jī)失速引發(fā)條件38
• 4.2 軸流壓氣機(jī)失速過程38-40
• 4.2.1 軸流壓氣機(jī)失速區(qū)域運(yùn)動過程39
• 4.2.2 軸流壓氣機(jī)特性曲線擴(kuò)展39-40
• 4.3 軸流壓氣機(jī)失速仿真40-44
• 4.3.1 失速前后相對速度變化40-42
• 4.3.2 失速團(tuán)的傳播42-44
• 4.4 失速過程參數(shù)分析44-47
• 4.4.1 失速團(tuán)傳播速度45
• 4.4.2 速度波動規(guī)律45-46
• 4.4.3 受力特性分析46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第5章 軸流壓氣機(jī)葉片及轉(zhuǎn)軸振動仿真分析48-63
• 5.1 軸流壓氣機(jī)振動分類及機(jī)理48-49
• 5.1.1 軸流壓氣機(jī)振動分類48
• 5.1.2 軸流壓氣機(jī)振動機(jī)理48-49
• 5.2 軸流壓氣機(jī)模態(tài)仿真49-54
• 5.2.1 軸流壓氣機(jī)葉片模態(tài)分析49-52
• 5.2.2 軸流壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子模態(tài)分析52-54
• 5.3 結(jié)構(gòu)及振動仿真分析54-62
• 5.3.1 軸流壓氣機(jī)葉片結(jié)構(gòu)及振動分析54-56
• 5.3.2 軸流壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子振動56-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第6章 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 結(jié)論63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果68-69
• 致謝69

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