密封汽流激振下转子动力特性的时域分析

司和勇，曹丽华，*，郭帅，李盼

（1.东北电力大学 能源与动力工程学院，吉林132012； 2.吉林省电力科学研究院有限公司，长春130021）

高参数的蒸汽在汽轮机中流动受不均匀间隙的影响会对转子产生较大的压力偏差，进而产生汽流激振力，影响转子的稳定运行。Alford［1］对汽流激振力分析得出，当转子受力不平衡时会发生偏心，偏心后所形成不均的圆周间隙使得汽流对转子作用力不平衡，继续促使转子做偏心运动。为揭示汽流激振力的形成机理，许多学者采用了不同的密封计算模型进行研究［2-6］，转子汽流激振力计算模型也越来越完善。许多国内外学者通过CFD软件对转子的汽流激振力做出研究，结果表明影响汽流激振力的因素并不唯一［7-8］。丁学俊和Rhode［9-10］等对静偏心模型进行稳态计算发现，偏心距的增大使转子汽流激振力增加；而动力特性系数与偏心率呈非线性关系，随着进出口压差增大，转子的交叉刚度朝负方向增加而直接阻尼减小。随着入口正向预旋的增加，交叉刚度由负值逐渐增加到正值，使转子系统不稳定［11］。孙丹等［12］发现适宜的反向预旋有利于转子的稳定。基于该理论，由von Pragenau［13］提出的阻尼密封能够减少汽流在密封腔内的周向运动，从而减少周向运动导致的转子受力不平衡，降低了交叉刚度，提高转子稳定性。一些外国学者通过相对坐标系的方法模拟了转子涡动模型，并将不同软件的计算结果对比，结果表明，CFX-TASCflow可以较准确地计算转子动力系数［14］。……