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1、第５９卷第２期汽輪機(jī)技術(shù)Ｖｏｌ．５９Ｎｏ．２２０１７年４月ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡｐｒ．２０１７軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)氣管氣動(dòng)性能數(shù)值模擬分析栗磊（哈爾濱汽輪機(jī)廠(chǎng)有限責(zé)任公司，哈爾濱１５００４６）摘要：采用數(shù)值模擬的方法，對(duì)某型風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣管的原型以及改進(jìn)型結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)性能進(jìn)行了對(duì)比分析。計(jì)算結(jié)果表明，改進(jìn)后損失降低了１．２％，出口不均勻度系數(shù)降低了１．６，均優(yōu)于改進(jìn)前。此外，也分析了這種類(lèi)型進(jìn)氣管的流動(dòng)特點(diǎn)，對(duì)于工程設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：核電汽輪機(jī)；低壓排氣缸；數(shù)值模擬分類(lèi)號(hào)：ＴＨ４３２．１文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：１００１-５８８４（２０１７）０２-０１１１-０２Ｎ
2、ｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｆｏｒＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＩｎｌｅｔＰｉｐｅｏｆＡｘｉａｌＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒＬＩＬｅｉ（ＨａｒｂｉｎＴｕｒｂｉｎｅＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｈａｒｂｉｎ１５００４６，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ａｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｃｏｍｐａｒｅａｎｄａｎａｌｙｚｅｔｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｏｒｉｇｉｎａｌｄｅｓｉｇｎａｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｉｎｌｅｔｐｉｐｅｏｆａｎａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅ
3、ｓｓｏｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ａｆｔｅｒｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｌｏｓｓｃａｎｂｅｒｅ-ｄｕｃｅｄｂｙ１．２％ａｎｄｔｈｅｎｏｎ－ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｔｔｈｅｏｕｔｌｅｔｉｓｒｅｄｕｃｅｄｂｙ１．６，ｂｏｔｈｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｄｅｓｉｇｎ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｕｃｈｉｎｌｅｔｐｉｐｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｔｏｏｆｆｅｒｓｏｍｅｉｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Keywords：nuclearsteamturbine
4、；LPexhausthood；numericalsimulation０前言１進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)主要包括空氣過(guò)濾、進(jìn)氣消音、進(jìn)氣管原設(shè)計(jì)方案進(jìn)氣管的幾何結(jié)構(gòu)如圖１所示。進(jìn)氣管的等部件。進(jìn)氣管用于使主氣流在進(jìn)入風(fēng)機(jī)之前由機(jī)組的徑出口是圓形的（Ｏｕｔ），逆著氣流的流動(dòng)方向，進(jìn)氣管采用多段向過(guò)渡到軸向。進(jìn)氣管具有徑向進(jìn)氣、軸向排氣的非軸對(duì)稱(chēng)不完整柱形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了９０°折轉(zhuǎn)，接著在較小的高度范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，空氣流經(jīng)進(jìn)氣管除了產(chǎn)生流動(dòng)損失外，還會(huì)因?yàn)榻孛嫘螤钣蓤A形變?yōu)榉叫谓Y(jié)構(gòu)，然后經(jīng)過(guò)梯形漸變得到長(zhǎng)方氣流由徑向過(guò)渡到軸向產(chǎn)生的９０°的折轉(zhuǎn)，在進(jìn)氣管出口截形結(jié)構(gòu)，最后是長(zhǎng)方管狀的
5、入口段，進(jìn)氣管的入口形狀是長(zhǎng)方形的（Ｉｎ）。面產(chǎn)生非軸對(duì)稱(chēng)流動(dòng)，帶來(lái)流場(chǎng)的不均勻性，影響下游部件在保證入口、出口形狀和截面面積不變的情況下，對(duì)幾的氣動(dòng)性能甚至危及到機(jī)組的安全性。進(jìn)氣管截面上的氣何體的形狀進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，實(shí)際上主要是針對(duì)CD段（圖流速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)分布不均勻會(huì)造成壓氣機(jī)進(jìn)口的工作狀３）的幾何形狀進(jìn)行了改進(jìn)。圖２為改型方案的幾何結(jié)構(gòu)。況偏離設(shè)計(jì)工況，使風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能變壞，從而導(dǎo)致整個(gè)動(dòng)改型方案直接將圓形截面B和方形截面D通過(guò)形狀漸變的力裝置的效率降低。曲面連接起來(lái)，中間的支板保持不變，進(jìn)口仍然是方形的，這評(píng)定進(jìn)氣管氣動(dòng)性能優(yōu)劣的指標(biāo)，除了氣流在其中的能樣消除了中
6、間面積增加較嚴(yán)重的擴(kuò)壓段BC。量損失大小以外，還有某些特征截面上氣流速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)的均勻程度。進(jìn)氣管的結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)性能是葉輪機(jī)械設(shè)計(jì)技２數(shù)值計(jì)算結(jié)果術(shù)研究的一個(gè)重要組成部分。在某些情況下，進(jìn)氣管的總體結(jié)構(gòu)尺寸受動(dòng)力裝置總體布局的限制，同時(shí)進(jìn)氣管的氣動(dòng)性２．１進(jìn)氣管氣動(dòng)性能參數(shù)能直接影響著整個(gè)葉輪機(jī)組的總體性能。為滿(mǎn)足葉輪機(jī)總描述進(jìn)氣管氣動(dòng)性能的主要參數(shù)有總壓恢復(fù)系數(shù)和出體性能的要求，氣流由進(jìn)氣管流出后不僅應(yīng)該流動(dòng)損失小，口不均勻系數(shù)，具體如下：而且氣動(dòng)參數(shù)分布應(yīng)該盡量均勻。總壓恢復(fù)系數(shù)：倡本文采用三維ＣＦＤ軟件對(duì)某型風(fēng)機(jī)進(jìn)氣管的原型和改p１Cp＝倡進(jìn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了
7、改進(jìn)后的效果。p０收稿日期：２０１６-０８-２６作者簡(jiǎn)介：栗磊（１９７９-），男，工程師。現(xiàn)在主要從事汽輪機(jī)科研工作。１１２汽輪機(jī)技術(shù)第５９卷圖５壁面靜壓分布對(duì)比這４個(gè)角區(qū)上游不遠(yuǎn)的壁面，出現(xiàn)的是逆壓梯度，離這４個(gè)圖１原型結(jié)構(gòu)圖２改型后結(jié)構(gòu)圖３分區(qū)示意圖角區(qū)下游不遠(yuǎn)的壁面，出現(xiàn)的是順壓梯度，逆壓梯度長(zhǎng)而順出口不均勻系數(shù)：壓梯度短，從上面的分析可以看出，逆壓梯度帶來(lái)的不利影qｍａｘ－qｍｉｎq珋＝響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于順壓梯度帶來(lái)的有利作用。改型方案也存在逆q倡倡壓梯度，但是其強(qiáng)度要比原型方案弱，這也是改型方案不出式中，p１、p
