在設計時優化了超超臨界汽輪機轉子系統的結構參數,增強了氣流激振力對轉子的作用,有著十分重要的意義,這樣就是實現其多功能化。設計結構上的優化如下:
(1)增加密封齒組數。密封流道曲折,增加了氣流流動阻尼,使得氣流與轉子之間的作用效果更加突出。在理論上,密封齒組數越多密封效果越好,高壓氣流對轉子的作用越明顯。
(2) 兩端軸承座設計成可調機構。 由于現有的 Muszynska 密封力模型分析,我們可知氣流激振力的產生主要是由于轉子在密封腔室內偏置,導致密封腔室內流場分布不均勻,產生不均勻的流體壓力,當流體激振力達到一定的幅值時,可導致轉子出現氣流激振。因此,我們可以在實驗臺工作前預加上轉軸偏心,使轉子在密封腔室內存在一定的偏置量,以增強氣流激振力的效果。
(3)一般進氣管是徑向進氣結構,為了增強氣流激振力的作用效果,在徑向進氣結構的基礎上又設計增加了切向進氣結構。不但可以增加氣流的周向速度,提高氣流激振力的作用效果,還可以通過施加反向氣流抑制氣流激振;同時在周向上增加了進氣管的數量,可以模擬大流量進氣和小流量進氣等不同的工作狀態。
(4)密封齒徑向間隙可調節。為了定性研究氣流激振力機理,我們把密封齒設計成徑向可調機構。通過密封齒調節機構,我們可以進行密封齒的徑向微調,改變密封腔室內的流場,從而影響密封腔室內的氣流激振力。
(5)增加了更好的密封效果。由于現有儲氣罐的容量有限,為了能夠延長的供氣時間,我們在設計時注意了實驗臺上有可能泄漏的部位,優化密封結構,防止實驗臺在密封結構以外的部位泄漏氣流,確保儲氣罐提供的氣流絕大部分通過密封腔室泄漏出去。