叶型逼近求解水泵水轮机双向流动的方法

为了求解水泵水轮机转轮内部的双向流动,提出了基于全三维转轮叶片设计模型的叶型渐近方法.该方法从水轮机方向设计目标叶型,并得到水轮机方向流场.再利用设计程序,从水泵流动方向设计叶型,用单纯形加速法控制速度矩分布变量,使得该叶型逐步逼近目标叶型,并得到水泵方向的流场,即得到同一叶型的双向流场.根据计算出的流场可以预估转轮的双向能量性能与气蚀性能.对一高水头水泵水轮机进行了设计计算,结果表明,该方法是可行的.     

水泵水轮机转轮全特性与蓄能电站过渡过程的相关性分析

为研究水泵水轮机转轮全特性曲线对抽水蓄能电站过渡过程的影响,根据两者之间的相关性调整和优化可逆机转轮设计,该文结合工程算例,采用不同的水泵水轮机转轮全特性曲线,分别对抽水蓄能电站机组可控和不可控等不同状态下的过渡过程进行了模拟计算。计算表明,转轮全特性曲线是影响过渡过程的重要因素之一。根据转轮全特性曲线与过渡过程的相关性分析结果,使用全三维方法进行可逆机转轮设计。在设计过程中适当调整导叶相对高度等参数,改变特性曲线形状,减缓开度线变化斜率,可优化过渡过程。     

水泵水轮机内部压力脉动特性研究

为了研究水泵水轮机内部不同部位处的压力脉动特性,采用计算流体动力学软件对设计工况点下水泵水轮机三维全流道内部流动进行了非定常数值计算,同时监测了蜗壳隔舌附近、顶盖处、转轮与活动导叶之间以及尾水管锥管处的压力脉动。通过分析计算所得的压力脉动结果表明:机组顶盖区域压力脉动相对较为明显,水轮机工况下的脉动频率以2倍叶倍频为主,水泵工况时脉动频率以1倍的叶倍频为主;对于转轮与导叶间的无叶区域,水泵工况和水轮机工况脉动频率均为1倍叶倍频,且该处的监测点的压力脉动频率主要由于转轮与活动导叶之间的动静干涉产生;在转轮内水轮机工况时的压力脉动频率呈现多样性,水泵工况时则都以转频的倍数为主;尾水管直锥段的主频率在最优工况下等于1倍叶倍频,振动幅值较小。     

科技简讯

水轮机转轮优化设计与制造水轮机转轮是水电站水轮发电机组的心脏 ,其性能决定了电站的经济效益。西安理工大学从 80年代中期开始一直开展水电站水轮发电机组增容改造、转轮测绘整形、水轮机优化设计等科研工作 ;90年代在国家自然科学基金、机械部科学基金和陕西省水利厅科研基金的资助下 ,逐步开发与完善了基于准三维和全三维的水轮机转轮优化设计方法和技术 ;1995年研制成功了国内第一个多功能水轮机转轮优化设计与性能预估大型软件包 ,并用该软件包先后为有关电站、多家水轮机厂和有关研究单位的 10 0多台老型水轮机转轮进行了改型设计和…     

科技简讯

水轮机转轮优化设计与制造水轮机转轮是水电站水轮发电机组的心脏 ,其性能决定了电站的经济效益。西安理工大学从 80年代中期开始一直开展水电站水轮发电机组增容改造、转轮测绘整形、水轮机优化设计等科研工作 ;90年代在国家自然科学基金、机械部科学基金和陕西省水利厅科研基金的资助下 ,逐步开发与完善了基于准三维和全三维的水轮机转轮优化设计方法和技术 ;1 995年研制成功了国内第一个多功能水轮机转轮优化设计与性能预估大型软件包 ,并用该软件包先后为有关电站、多家水轮机厂和有关研究单位的 1 0 0多台老型水轮机转轮进行了改型设计…     

水轮机转轮优化设计与制造

水轮机转轮是水电站水轮发电机组的心脏 ,其性能决定了电站的经济效益。从 80年代中期西安理工大学便开展了水电站水轮发电机组增容改造、转轮测绘整形、水轮机优化设计等科研工作。 90年代在国家自然科学基金、机械部科学基金和陕西省水利厅科研基金的资助下 ,逐步开发与完善了基于准三维和全三维的水轮机转轮优化设计方法和技术。 1 995年研制成功了国内第一个多功能水轮机转轮优化设计与性能预估大型软件包 ,并用该软件包先后为有关电站、多家水轮机厂和有关研究单位的 1 0 0多台老型水轮机转轮进行了改型设计和制造 ,这些转轮已全部用于…     

水轮机转轮优化设计与制造

水轮机转轮是水电站水轮发电机组的心脏 ,其性能决定了电站的经济效益。西安理工大学从 80年代中期开始一直开展水电站水轮发电机组增容改造、转轮测绘整形、水轮机优化设计等科研工作 ;90年代在国家自然科学基金、机械部科学基金和陕西省水利厅科研基金的资助下 ,逐步开发与完善了基于准三维和全三维的水轮机转轮优化设计方法和技术 ;1 995年研制成功了国内第一个多功能水轮机转轮优化设计与性能预估大型软件包 ,并用该软件包先后为有关电站、多家水轮机厂和有关研究单位的 1 0 0多台老型水轮机转轮进行了改型设计和制造 ,这些转轮已全部用…     

三维湍流流动计算方法在中小型混流式转轮增容改造中的应用

针对新疆某电站水轮机转轮增容改造 ,基于 k-ε模型的全三维湍流计算技术在流动计算中的应用 ,给出了混流式转轮在贴体坐标系下的湍流计算的基本方程组 .应用该方法编制的程序对该电站水轮机转轮进行了优化后的主要流动计算 ,并设计制造出了新转轮 .经实际运行验证 ,达到了预期性能 ,效果很好 .     

基于涡动力学的可逆转轮双向流动诊断及优化设计

为了诊断可逆转轮的三维流场,引入局部涡动力学诊断方法,从叶片对流体做功能力分析过流部件的设计状况。通过对沿流线的截面上总压流的分解,找到对总压流产生不良影响的动力学根源和位置。根据诊断结果,通过在设计中改变叶片的环量分布,对可逆转轮进行了改进,提高了转轮的效率和气蚀性能。可逆转轮数值实验结果表明:在水泵工况,改进前后的转轮效率分别为91.3%和92.1%;在水轮机工况,改进前后的转轮效率分别为91.9%和92.4%;改进后气蚀系数降低了0.012。     

基于涡动力学的可逆转轮双向流动诊断及优化设计

为了诊断可逆转轮的三维流场,引入局部涡动力学诊断方法,从叶片对流体做功能力分析过流部件的设计状况。通过对沿流线的截面上总压流的分解,找到对总压流产生不良影响的动力学根源和位置。根据诊断结果,通过在设计中改变叶片的环量分布,对可逆转轮进行了改进,提高了转轮的效率和气蚀性能。可逆转轮数值实验结果表明:在水泵工况,改进前后的转轮效率分别为91.3%和92.1%;在水轮机工况,改进前后的转轮效率分别为91.9%和92.4%;改进后气蚀因数降低了0.012。     

基于组合优化策略的离心泵叶轮优化设计

为了缩短水力机械的水力设计周期和提高设计效率,提出了一种水力机械全三维的优化设计体系,实现了叶片参数化设计、网格划分、CFD计算和后处理的过程全自动集成。采用了遗传算法(GA)全局探索、响应面(RSM)近似建模和二次序列规划方法(SQP)局部寻优的二阶组合优化策略,达到了高效优化设计水力机械叶轮的目的。利用该优化设计平台,以离心泵叶轮水力效率最大化为目标函数,以影响叶片形状的多个几何参数为设计变量,对离心泵叶轮进行了优化设计。优化设计后叶轮水力效率由原来的89.8%提高到92.4%。     

应用三维空间导叶的混流式水轮机流动

为减小混流式水轮机转轮内的叶道涡,设计了两种三维空间导叶,推导了流量调节方程,采用了全三维全流道的湍流计算方法,完成了从蜗壳进口到尾水管出口,包含所有流道在内的数值计算;并进行了模型对比试验。结果显示:应用三维空间导叶对水轮机能量性能没有太大的影响,但是增大了活动导叶上部的水流出口角,从而减小了转轮叶片进口处的冲击,尤其是在高水头、小开度情况下,上冠处的冲击和脱流比二维常规导叶有明显改善,降低了叶道涡发生的可能性,提高了水轮机的运行稳定性。     

水力机械转轮准三维反问题研究与发展

将基于两类流面的准三维反问题计算分为基于S1流面和平均S2流面的两种反问题计算，并分别对这两种方法中的主要计算模型、算法、适用范围及特点进行了详细评述。结合作者对混流式水轮机转轮的准三维反问题的研究与实践，对转轮设计的发展方向提出了新的建议。     

基于CFD的转轮叶片对虹吸式水轮机水力性能的影响分析

为了更加高效地利用超低水头水力资源,设计了一种采用虹吸式出水流道的轴流式水轮机。针对这一形式的水轮机,在设计水头和额定转速下采用CFD进行三维数值模拟,计算各过流部件的水力损失,研究水轮机的水力性能。通过改变转轮叶片出水边翼形,对比分析转轮出口水流流态与虹吸式出水流道水头损失的关系,研究不同叶片对虹吸式水轮机水力性能的影响。结果表明,在水头、转速和导叶开度相同的情况下,各修改方案中叶片3使得出水流道水头损失较小,其对应的平均涡角为13.26°,出水流道水头损失为0.135 m,水轮机的效率也较高(为89.33%)。此外,选取效率较高的叶片,改变叶片数量,分析其对虹吸式水轮机水力性能的影响。     

水泵-水轮机的水力特性

本文分析了水泵-水轮机的基本特性,绐出了比转速和扬程、效率、汽蚀系数等关系的经验曲线,同时还分析了作为水轮机和泵两种运行状态时的一些特殊现象,并分别指出其运行时的限制条件以及泵状态时的最高效率点的设定和落差变动范围的选择。     

用积分方程法设计轴流泵叶轮

介绍了一种新的轴流泵叶轮的水力设计方法，推导了求解叶轮Ｓ１流面流动的积分方程。轴流泵叶轮的水力设计是以有厚叶栅的正问题计算作为基础，通过正、反问题迭代来完成的，它较传统的设计方法（奇点法、升力法）能更好地满足设计扬程的要求。实例计算表明，结果合理，叶轮型线光滑，程序运行时间用４８６微机约５ｍｉｎ，因此是一种实用的设计方法。此外，该设计方法也可用于轴流式水轮机转轮的水力设计。     

CMW1型外铲磨机PC控制及应用

研究铲磨机各种运动和控制要求，设计出继电控制与ＰＣ控制相结合的电气控制系统。此系统在电路设计、电气柜安装、调试维修和操作等方面满足了设计要求。铲磨加工过程的ＰＣ控制解决了转轮流道三维表面成形运动的控制难题。ＰＣ控制程序基本满足了铲磨工艺要求。