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压气机性能衰退对燃烧室排放影响的数值研究
| 论文题名： | 压气机性能衰退对燃烧室排放影响的数值研究 |
| 关键词： | 船用燃气轮机;压气机;燃烧室;性能衰退;数值模拟;排放参数 |
| 摘要： | 船用燃气轮机经常运行在潮湿、多盐雾的环境之中,加重了对压气机的腐蚀,造成压气机性能的衰退。压气机性能衰退必然导致燃烧室内的燃烧情况发生改变,直接影响燃气轮机的排放。压气机性能发生改变时燃烧室燃烧情况发生何种改变是本文研究的意义之所在。 本文以多级轴流压气机的低压压气机和燃烧室为研究对象。研究了叶顶间隙变化对压气机效率、压比、质量流量和出口温度的影响规律,同时获得了压气机性能衰退对燃烧室出口物理参数和化学组分的影响规律。本文主要进行了如下研究: 1、利用Numeca软件,对该型压气机在六种不同转速(对应零止点计算模型7285rpm、7000rpm、6500rpm三种转速和对应负止点模型6000rpm、5500rpm、5000rpm三种转速),五种叶顶间隙(原始设计间隙、1.5％、2%、2.5%、3%叶高间隙)条件下共三十条等转速线进行了数值模拟计算。模拟压气机叶顶间隙增大后压气机性能衰退情况。压气机叶顶间隙增大后,压气机的效率、压比、质量流量等参数都有所衰退,且流量的衰退最为严重,而压气机出口温度则有所升高,在不同转速下各参数变化量不同。除部分级外,压气机各级的效率、压比是降低的,而温比则是升高的,压气机在不同转速下各参数变化量不同。压气机叶顶间隙增大后对压气机前三级的影响较为明显。压气机叶顶间隙增大后,压比、效率沿叶高方向是衰退的,叶顶间隙越大,压比和效率衰退量越大。 2、利用低压压气机出口气体参数和高压压气机特性曲线获得高压压气机出口气体参数,以此作为燃烧室的进口参数。 3、利用FLUENT软件,采用Realizable k-ε湍流模型、非预混燃烧的化学反应模型以及SIMPLE算法,对压气机等转速运行条件下燃烧室流场进行数值模拟。随着压气机背压的升高,燃烧室出口速度、出口温度最大不均匀度是降低的,燃烧室出口温度和出口最大温度是升高的。 4、利用FLUENT软件,对压气机性能衰退后燃气轮机燃烧室流场进行数值模拟。随着压气机叶顶间隙的增大,燃烧室出口速度、出口O2含量、N2含量是降低的,燃烧室出口的温度、最大温度、温度最大不均匀度、平均混合分数、CO含量、CO2含量、NO含量是升高的。 |
| 作者： | 邓玉林 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 王松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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