灯泡贯流式水轮机压力脉动数值分析

灯泡贯流式水轮机压力脉动是引起机组振动水力振动源之一.以某水电站的灯泡贯流式水轮机为基础建立三维几何模型,完成了从流道进口到尾水管出口全流道的瞬态计算,预测了导叶进口、转轮进口、转轮出口和尾水管内的压力脉动,得到压力脉动波形图,并利用FFT变换得到了压力脉动的频谱图,以此来分析灯泡贯流式水轮机压力脉动情况.结果表明在此工况下机组的压力脉动较小,机组导叶和叶片所引起的不稳定流场为压力脉动的主要原因与水电站的实际压力脉动情况基本吻合.     

轴流混输泵串列叶栅内流场特性及其诱导噪声研究

为研究轴流式混输泵内声场噪声特性,以自主设计的轴流式油气混输泵为研究对象,基于SST k-ω模型模拟泵内部非定常流场,提取非定常压力脉动信号,运用声学软件LMS Virtual Lab直接边界元法DBEM求解混输泵叶轮部件、导叶部件引致的噪声。分析了混输泵叶栅内压力场、速度场、压力脉动和泵进、出口场点声压级分布规律。结果表明:叶栅内压力脉动受叶片通过频率以及动静干涉作用的影响,随流量的增大,压力脉动受动静干涉的作用逐渐增强,受泵转速的影响逐渐减弱;混输泵内声场噪声频谱特性与压力脉动有一定的关联,叶轮诱导噪声明显大于导叶诱导噪声,叶轮与导叶之间的动静干涉作用是混输泵内声场噪声的主要影响因素。     

基于FLUENT的三叶圆弧转子泵流场及流量脉动的研究

以三叶圆弧转子泵为研究对象,分析了泵的内部流场及其输送不同粘度介质时的出口流量脉动特性。在已知转子型线方程的基础上运用UG和ICEM建立仿真模型,运用FLUENT进行流场的动态仿真,最终得到速度、压力分布以及流量变化规律。结果表明:泵内大部分区域流速较低,速度变化梯度不大,间隙处存在剧烈的回流且流速较高;泵内静压呈块状分布,入口部分存在负压,最低压力位于两转子最小间隙处并分别向进出口增大,间隙处的动压与静压分布相反,由最小间隙处向进出口方向减小;转子泵的流量脉动频率与转子的叶数及泵的转速有关,与介质粘度无关,流量不均匀系数会因介质粘度的增加而有所改善。     

螺旋轴流式多级泵内部压力脉动特性分析

为探究动静干涉对螺旋轴流式多级泵内部的压力脉动特性的影响,基于CFX软件,选用RNG k-ε湍流模型对螺旋轴流式多级泵进行三维非定常数值模拟,计算了不同监测点的压力脉动情况,并对其结果进行了时域和频域分析。结果表明:不同位置点的压力脉动均呈现周期性变化,其周期为叶轮叶片数,而导叶叶片数对压力脉动影响较小;压力脉动主频几乎都为叶频及倍频,叶轮与导叶之间动静干涉对压力脉动起主导作用。随着工况的改变,各个位置的频率成分几乎保持不变,压力脉动幅值大小有一定的变化。     

贯流泵压力脉动测试信号的采集及处理分析

结合南水北调东线工程金湖站贯流泵装置,采用基于LabVIEW的压力脉动测试方法对叶轮和导叶内水流的压力脉动进行测试,对压力脉动信号进行幅域、时域和频域三方面的分析处理,据此提出机组投运早期尽早测量叶片固有频率等减小压力脉动的措施,有利于贯流泵性能的提高.     

水泵水轮机同步启动过程内部流场分析

为了研究水泵水轮机水轮机工况同步启动过程中的瞬态流动特性和能量转换机理,基于FLUENT动网格模型对模型水泵水轮机同步启动过程进行了三维全流道数值模拟。根据模拟结果,重点分析了活动导叶、转轮内部流场结构的演变过程。结果表明:水轮机启动过程大体可分为两个阶段,第一阶段导叶开度较小时,从活动导叶出来的高压水流在活动导叶与转轮之间的区域沿活动导叶形成的内环面作圆周运动,转轮以较小的角加速度缓慢加速;第二阶段当导叶开度足够大时,高压水流开始直接作用在叶片上,并且高压区面积不断增大转轮转速急剧增大。     

汽轮机转子不平衡及平衡块加装分析

汽轮发电机组在启动和运行期间,轴承振动大小将直接影响机组安全稳定运行,严重时将面临设备损坏风险。引起机组轴振动的原因有多种,其中最常见的是转子质量不平衡。目前,国内制造汽轮发电机转子的过程中,转子动平衡是一道不可缺少的工序,转子质量不平衡反映出转子质心偏移转子中心的距离。通过调整转子的质量分布,能够缩短质心偏移转子中心的距离,这个过程称为转子平衡。在现场运行的转动设备(如泵类、电机以及汽轮发电机组等)发生振动的主要原因是转子不平衡。因此,消除转子和轴系不平衡尤为重要,是消除现场转动设备振动的主要措施。     

时序效应对导叶式离心泵水力特性与流致噪声的影响

为研究导叶相对蜗壳隔舌的时序效应对导叶式离心泵水力特性及流致噪声的影响,以某型号导叶式离心泵为研究对象,通过试验验证数值模拟的可靠性,分析设计工况下导叶不同时序位置(C_L)时离心泵的水力特性和声场特性。结果表明:随着C_L增大,泵的扬程时均系数、效率时均系数和总声压级系数均呈现先增大后减小的高斯分布规律。C_L=0.267为导叶相对最优时序位置,此时泵的扬程和效率达到相对较高,而噪声处于相对较低水平。时序效应对泵内蜗壳隔舌附近流体流动造成影响,导致泵水力性能的改变。在泵的流致噪声中,叶轮诱导噪声为泵噪声主要来源,其声压级值高于其他部件诱导噪声。泵中各部件的压力脉动与声压级在频域上均呈现明显的离散特性,在叶轮叶频及倍频处出现峰值。研究结果为离心泵中径向导叶相对位置的确定提供参考依据。     

拱型波纹屋盖结构风致振动数值模拟研究

为研究拱型波纹屋盖结构在脉动风作用下的风振响应及位移风振系数,利用MATLAB语言编制波纹拱在不同跨度、矢跨比及支座约束情况下的风速数值模拟程序,得到各节点位置处风压时程,并将风压施加在有限元分析模型的单元上,利用ANSYS有限元分析软件对18m、30m跨波纹拱进行水平及竖向平均风、脉动风作用下的风振响应分析,得到了结构的风振系数.计算结果得出,结构在脉动风作用下位移的变形特点与相应平均风作用相一致,结构在脉动风作用下的各节点竖向位移大于在平均风作用下的位移,且水平脉动风作用下的竖向位移大于在竖向脉动风作用下的位移.风振系数随着结构的跨度增大而增大,支座约束为固支波纹拱的风振系数小于铰支波纹拱,因此提高结构刚度可以降低结构的风振系数.     

小型轴流定桨式水轮机的技术改造

通过对几座多泥沙河流上小型轴流定桨式电站的技术改造，表明，蜗壳式电站中的水润滑橡胶轴承可以容易地改造为稀油润滑轴承；容量匹配不合理的电站可以把1台机组的转轮更换为适宜于小流量发电的低比速转轮；转轮型号不妥的电站应重新设计与水力参数相符的转轮。这些合理、简便、经济的手段，可大幅提高电站的发电量和经济效益。     

HL220-WJ-71水轮机增容改造研究

对混流A835和HL2202种转轮进行性能分析，A835转轮过流能力大于HL220转轮，同时，效率和空化特性均优于HL220转轮．二者流道尺寸兼容，但用A835转轮替代HL220-WJ-71转轮的增容改造过程中需将上冠泄水孔减压改造为顶盖排水减压．对同一导水机构，A835水轮机导叶最大开度与HL220相同．更换为A835转轮后，水轮机效率平均提高了5％，出力增加10．7％．     

微液滴撞击微结构疏水表面的实验研究

液滴撞击固体表面是自然界中最常见的物理现象之一,宏观液滴与微液滴的撞击过程因有较强的传热传质性能而被广泛地应用于工农业等领域。通过微液滴产生装置产生微液滴,利用高速数码摄像系统记录下液滴撞击表面的过程,最后通过程序处理液滴动态过程图,分析了表面微结构对液滴最大铺展系数以及振动过程的影响规律。实验结果表明:最大铺展系数随液滴撞击速度的增大而增大,受表面微结构的形貌特征影响较小;将液滴撞击表面后的振动过程等效为单自由度的阻尼弹簧系统,发现表面微结构对于液滴振动阻尼系数有影响,但是对于弹性常数的影响不大。     

混流式水泵水轮机驼峰区非定常内流动特性研究

为了研究混流式水泵水轮机在泵工况下驼峰区内的流场信息,以某抽水蓄能电站模型水泵水轮机为研究对象,对模型机组进行了全流道非定常数值计算。结合试验数据,分析了泵工况下驼峰区内流道内不同位置处的流态特征,讨论了流量变化对驼峰区内流动特性的影响。结果表明:当机组进入驼峰区时,流量减小,介质的轴面速度变小,冲角增大,这时流体射向叶片的背面,在工作面上出现流动分离、旋涡现象。双列叶栅处部分固定导叶和活动导叶压力面及吸力面逐渐被低速区流体包围,这些低速流体形成旋涡,阻塞了流道,能量损失变大,导致水力效率降低。这些因素是驼峰区形成的主要原因。     

轴流式止回阀启闭阀瓣受力及运动状态分析

针对阀门启闭过程中阀瓣持续运动,传统的静态模拟无法对瞬时变化计算区域进行分析的问题,采用动网格及自定义函数技术,对轴流式止回阀开启和关闭过程进行非定常的二维数值模拟,得到了阀门开启过程不同时刻速度场分布图、液动力曲线图以及关闭过程阀瓣运动速度曲线图.结果表明:止回阀的开启过程是一个反复震荡最终达到平衡位置的过程,阀瓣受力极不平衡容易产生振动.通过模拟不同弹簧力作用下止回阀的启闭过程,得到了不同刚度系数下阀门启闭所需时间以及关闭时阀瓣的速度,总结了弹簧刚度系数对阀门动态特性的影响.研究结果为止回阀的设计和动态数值模拟提供了一定的参考.     

考虑发电机的磁饱和特性时转子轴系的弯扭联合振动

本文研究发电机存在磁饱和特性时转子轴系的弯扭联合振动，找到了发电机的气隙磁场能的解析式，建立了弯扭联合振动的周期系数非线性微分方程组，求得了非线性方程组的解，得到了两种共振的特性和规律。     

随机变刚度电磁支撑-转子系统的移频特性实验研究

电磁支撑刚度参数对转子系统的固频特性具有重要影响。当给电磁支撑通入随机励磁电流时,电磁支撑刚度参数将发生随机变化,转子系统将产生随机移频效应。结合已搭建的转子系统实验装置实测了随机电流激励下转子系统大量的固有频率值,并进行概率统计分析,统计结果表明:转子系统固有频率测量值的分布特征与随机励磁电流的分布特征完全相同,验证了转子系统的随机移频特性。     

燃气-蒸汽联合循环机组振动故障诊断与处理

某燃气-蒸汽联合循环发电厂#2机组#5轴振动出现异常波动,DCS历史记录最大值138μm。现场测试该机组#5X、#5Y轴振测点振动不稳定,存在较大波动,最大值约219μm,几次振动波动均出现在机组带300MW及以上的大负荷情况下。电厂组织专业人员,对该机组的振动情况进行了测试与诊断,最终判断引起振动波动的根本原因是#5轴承存在半速涡动,采取相应措施后,机组振动得到显著改善。     

垂直上升内螺纹管流动传热特性研究

通过对比不同结构尺寸的垂直上升内螺纹管在亚临界及超临界压力下的传热系数计算关联式,结果表明:传热系数随着质量流量的增大、压力及热负荷的减小而增大;换热系数峰值在两相沸腾区;在超临界压力区,由于水在拟临界附近变化剧烈,在拟临界焓值区传热系数有最大值。内螺纹管结构参数对传热特性的影响与无因次数N有密切关系。     

蜗壳式多级泵压力脉动特性研究

为了研究压力脉动在蜗壳式多级离心泵不同位置的变化规律,利用Fluent软件,采用SSTk-ω湍流模型对蜗壳式多级离心泵的内部流场进行多工况的非定常数值模拟,得到其各监测点的压力脉动特性,并对其进行对比分析。结果表明:在蜗壳式多级离心泵首级蜗壳内,压力脉动主要受叶轮与隔舌之间的动静干涉的影响,同时与之相连的过渡流道内的液流流动状态的影响也是不可忽略的。     

基于CFD的调节阀流场数值模拟与实验研究

为了对某国产调节阀进行优化设计,利用CFD方法对其内部三维流场进行数值模拟,根据模拟结果分析了不同开度下调节阀内流场流动特性,得到了速度和压力的可视化结果,计算了不同开度下调节阀流阻系数与流量系数,绘制了调节阀流量特性曲线,最后将模拟结果与实验结果进行对比。结果表明:随着调节阀开度的增大,流量增大,流阻减小,流量系数增大。数值模拟与实验分析结果吻合程度良好,进一步验证了数值模拟的可靠性,为后续对阀芯的优化设计提供依据。