本书是一部研究密封激振与汽轮机转子动力特性的专著，系统阐述了汽轮机密封间隙泄漏蒸汽的流动特性及其对汽轮机转子动力特性影响的分析方法，并将该方法应用于汽轮机轴系振动的耦合故障分析中。本书主要内容包括：汽轮机密封间隙泄漏蒸汽的流动特性及其形成的密封汽流激振力的计算与分析；密封激振诱导的汽轮机转子运动特性、轴系振动特性及稳定性分析；密封激振作用下汽轮机裂纹与碰摩转子动力特性分析等。
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1992.09-1996.06 长沙电力学院 本科生
1998.09-2002.03 东北电力学院 硕士研究生
2008.09-2012.06 华北电力大学 博士研究生1996.07-1999.08 内蒙古电力技工学校 讲师
2008.01-2012.081 东北电力大学 副教授
2012.09-至今 东北电力大学 教授二级教授，长期从事汽轮机工作的研究，近几年主持和参加科研项目40多项。
1.中小型汽轮机运行方式优化技术研究及应用 吉林省科技进步二等奖
2.汽轮机系统运行经济性诊断技术及应用，吉林省科技进步二等奖
3.大型热电联产机组节能潜力在线诊断关键技术及应用，吉林省科学技术奖一等奖
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 密封激振对汽轮机工作的影响 1
1.2 汽轮机转子动力特性研究现状 4
1.2.1 密封汽流激振力研究现状 4
1.2.2 转子密封动力特性研究现状 5
1.2.3 密封-转子-轴承系统稳定性研究现状 8
1.3 汽轮机裂纹与碰摩转子动力特性研究现状 9
1.3.1 裂纹转子动力特性研究现状 9
1.3.2 碰摩转子动力特性研究现状 10
参考文献 11
第2章 汽轮机动叶栅内泄漏蒸汽的流动特性及损失分布 19
2.1 密封流场求解过程 19
2.1.1 控制方程 20
2.1.2 湍流模型 21
2.1.3 单频涡动方程 26
2.1.4 物理模型 31
2.1.5 边界条件设置 33
2.1.6 计算结果验证 33
2.2 密封间隙泄漏蒸汽的流动特性 34
2.2.1 泄漏蒸汽总体流动分布 34
2.2.2 泄漏蒸汽对叶片表面二次流分布的影响 34
2.2.3 泄漏蒸汽在动叶通道中的发展 35
2.3 密封间隙泄漏蒸汽对动叶表面流场的影响 37
2.3.1 各间隙下动叶前缘湍动能分布 37
2.3.2 各间隙下动叶吸力面静压分布 39
2.3.3 各间隙下动叶压力面静压分布 40
2.4 密封间隙泄漏流空间演化规律 42
2.4.1 叶顶密封内流场结构 42
2.4.2 叶顶密封腔室内涡核位置分析 45
2.4.3 转子偏心对叶顶密封内流场结构的影响 47
2.5 叶顶间隙区域泄漏流与主流掺混行为 48
2.5.1 动叶出口流场 48
2.5.2 动叶出口掺混行为 52
2.5.3 叶顶间隙区域泄漏损失 53
2.6 动叶通道中的损失分布 57
2.6.1 体熵增率沿叶片轴向分布特性 57
2.6.2 体熵增率在叶片端部的分布特性 58
2.6.3 区域损失对动叶通道总损失贡献率 60
2.6.4 损失对级功率和级效率的影响 60
2.7 本章小结 61
参考文献 62
第3章 汽轮机叶顶密封汽流激振力分析 64
3.1 叶栅内汽流激振力的理论分析 64
3.1.1 转子偏心时叶栅内汽流激振力计算 64
3.1.2 不同形式密封下叶栅内汽流激振力 69
3.2 叶顶密封汽流激振力的数值分析 74
3.2.1 转子偏心对叶顶密封横向汽流激振力的影响 75
3.2.2 边界涡量流分析方法简介 83
3.2.3 转子偏心对边界涡量流的影响 85
3.2.4 转子偏心对叶顶密封径向汽流激振力的影响 89
3.3 叶顶密封涡动诱导汽流激振力的脉动规律 91
3.3.1 围带面边界涡量流的非定常变化规律 91
3.3.2 叶顶密封横向汽流激振力的脉动规律 94
3.3.3 围带表面压力的非定常变化规律 95
3.3.4 叶顶密封径向汽流激振力的脉动规律 96
3.4 本章小结 98
参考文献 99
第4章 多频涡动下汽轮机转子的密封汽流激振力与动力特性 100
4.1 多频涡动模型及动力特性系数求解 100
4.1.1 多频涡动方程 100
4.1.2 锥形多频涡动模型 101
4.1.3 动力特性系数求解方法 103
4.1.4 多频涡动及动力特性系数求解验证 105
4.2 密封汽流激振力与相频特性 106
4.2.1 多频涡动的密封汽流激振力 106
4.2.2 力与位移的相频分析 108
4.3 变负荷密封动力特性的频域分析 111
4.3.1 变负荷密封动力特性系数 111
4.3.2 变负荷有效阻尼分析 114
4.4 运动特征参数对密封动力特性的影响 115
4.4.1 压比对密封动力特性的影响 115
4.4.2 偏置量对密封动力特性的影响 118
4.4.3 涡动半径对密封动力特性的影响 122
4.5 结构参数对密封动力特性的影响 126
4.5.1 密封间隙对密封动力特性的影响 126
4.5.2 密封齿厚对密封动力特性的影响 131
4.5.3 密封齿长对密封动力特性的影响 135
4.6 密封结构多因素影响的动力特性及优化 140
4.6.1 四元二次正交试验多因素分析及优化 140
4.6.2 优化密封的性能提升机理 145
4.6.3 优化密封的动力特性 147
4.7 耦合热载荷的密封动力特性 148
4.7.1 热载荷密封齿变形计算 148
4.7.2 齿变形的密封动力特性系数 151
4.8 锥形涡动的密封动力特性 154
4.8.1 锥形涡动动力特性系数 154
4.8.2 锥形涡动有效阻尼分析 157
4.9 本章小结 159
参考文献 160
第5章 密封汽流激振诱导的汽轮机转子运动特性 162
5.1 运动微分方程及力学模型 162
5.1.1 转子运动方程 162
5.1.2 油膜力模型 163
5.1.3 汽流激振力拟合模型 164
5.1.4 运动方程求解 167
5.2 密封汽流激振力下转子运动特性分析 167
5.2.1 转子分岔特性 167
5.2.2 转子频谱特性 169
5.2.3 轴心映射特性 170
5.3 密封结构影响的转子运动特性 171
5.3.1 齿数对转子运动特性的影响 171
5.3.2 凸台数对转子运动特性的影响 174
5.3.3 齿长对转子运动特性的影响 175
5.3.4 轴长对系统运动的影响 177
5.3.5 质量偏心距对系统运动的影响 180
5.3.6 轴承径向间隙对系统运动的影响 183
5.4 转子运动的稳定性 186
5.4.1 设计参数对转子稳定性的影响 186
5.4.2 齿数对转子稳定性的影响 187
5.4.3 凸台数对转子稳定性的影响 188
5.4.4 齿长对转子稳定性的影响 189
5.4.5 不同结构因素对转子-轴承系统稳定性的影响 191
5.5 本章小结 193
参考文献 194
第6章 密封汽流激振对汽轮机转子-轴承-密封系统动力特性的影响 195
6.1 物理模型及计算方法 195
6.1.1 非线性密封汽流激振力模型 195
6.1.2 转子-轴承-密封系统模型 199
6.1.3 转子系统运动方程组求解 200
6.2 密封汽流激振对系统运动特性的影响分析 202
6.2.1 压比对运动特性的影响 202
6.2.2 密封间隙对运动特性的影响 205
6.2.3 密封齿厚对运动特性的影响 207
6.2.4 非线性因素对运动特性的影响 209
6.3 密封汽流激振对系统稳定性的影响分析 211
6.3.1 压比对稳定性的影响 211
6.3.2 密封间隙对稳定性的影响 212
6.3.3 密封齿厚对稳定性的影响 213
6.3.4 非线性因素对稳定性的影响 214
6.4 本章小结 214
参考文献 215
第7章 密封汽流激振对汽轮机轴系振动特性及稳定性的影响 217
7.1 物理模型及计算方法 217
7.1.1 各向异性支承模型及计算方法 217
7.1.2 转子模化分析及模型验证 221
7.1.3 额定转速下振动特性分析 223
7.2 密封汽流激振作用下轴系振动特性分析 223
7.2.1 密封汽流激振动力特性系数耦合 223
7.2.2 偏心距对转子振型的影响 224
7.2.3 密封齿厚对转子振型的影响 226
7.2.4 密封间隙对转子振型的影响 228
7.3 密封汽流激振作用下轴系振动稳定性分析 230
7.3.1 不同偏心距轴系稳定性分析 231
7.3.2 不同密封齿厚轴系稳定性分析 232
7.3.3 不同密封间隙轴系稳定性分析 233
7.4 本章小结 234
参考文献 235
第8章 密封汽流激振作用下汽轮机裂纹与碰摩转子动力特性 236
8.1 裂纹与碰摩转子数学模型 236
8.1.1 密封汽流激振效应 236
8.1.2 裂纹模型 237
8.1.3 碰摩模型 238
8.1.4 油膜力模型 239
8.1.5 转子-轴承系统的数学模型 240
8.1.6 转子临界转速验证 241
8.2 密封汽流激振与裂纹耦合故障下转子的动力响应 245
8.2.1 负荷对单裂纹转子动力响应的影响 245
8.2.2 深度系数对单裂纹转子动力响应的影响 250
8.2.3 深度系数对双裂纹转子动力响应的影响 253
8.3 密封汽流激振与碰摩耦合故障下转子的动力响应 257
8.3.1 负荷对耦合故障转子动力响应的影响 257
8.3.2 碰摩间隙对耦合故障转子动力响应的影响 260
8.3.3 碰摩位置个数对耦合故障转子动力响应的影响 262
8.4 密封气动作用下故障转子的油膜力特性分析 265
8.4.1 密封汽流激振下油膜力的变化 265
8.4.2 密封汽流激振与裂纹耦合故障下油膜力的变化 266
8.4.3 密封汽流激振与碰摩耦合故障下油膜力的变化 268
8.5 本章小结 271
参考文献 272
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