冲击式水轮机性能换算的新理论提案(Ⅱ)

对冲击式水轮机的内部流动进行了探讨,着重研究了喷嘴以后的自由二相流,发现冲击式水轮机存在着与反击式水轮机不同的流动机理及其对应的不同比尺效应;并指出非定常自由流随工况变化的比尺效应对性能预测的影响;同时大流量区水斗切口出流的增加会引起负比尺效应明显增加.     

冲击式水轮机性能换算的新理论提案(Ⅰ)

对冲击式水轮机喷嘴内部单相流的壁面摩擦损失及喷嘴后气液二相自由射流 ,提出了新的性能换算相似准则 .除了考虑模型至真机的比能性能偏移影响外 ,还考虑了水轮机流量及动力换算的性能偏移 .指出了发生于多喷嘴冲击式水轮机射流干涉的强比尺效应 ,并说明了为实现对其进行预测 ,必须用 CFD定量地把握自由射流的衰减及水斗缺口的出流状况 .     

冲击式水轮机性能换算的新理论提案（Ⅰ）

对冲击工水轮机喷嘴内部单相流的壁面摩擦损失及喷嘴后气液二相自由射流,提出了新的性能换算相似准则。除了考虑模型至真机的比能性能偏移影响外,还考虑了水轮机流量及动力换算的性能偏移。指出了发生于多喷嘴冲击式水轮机射流干涉的强比尺效应,并说明了为实现对其进行预测,必须用ＣＦＤ定量地把握自由射流的衰减及水斗缺口的出流状况。     

非定常水斗表面自由水膜的流动机理

冲击式水轮机水斗内非定常自由水膜的流动非常复杂,至今还没有足够精确的数值方法来模拟这种流动．文中分析了非定常水膜流的流动机理,根据N-S方程推导出了水斗表面流体粒子在转动坐标系中的相对运动控制微分方程,依据控制微分方程编写出了数值解析软件并对水斗内的水膜流动进行了数值模拟,定量地得到了某模型水轮机水斗内部流动的速度场、能量场．对比一系列水膜流态分布,数值解析得到的结果与试验观测结果基本相吻合,最优工况下的水力效率与模型试验数据的误差为0．33％．     

旋转水斗内的非定常射流干涉

采用动画解析法将冲击式水轮机旋转水斗内部的非定常流动进行时间和空间离散,在各离散的动画单元用拉格朗日法计算流体粒子的运动,模拟了非定常自由水膜流.对同一水斗,将第二射流的流动解析结果与对应的第一射流流态结果相叠加,就可根据叠加的水膜流态判断旋转水斗内的射流干涉现象.文中解析得到了旋转水斗内的射流干涉现象,并将其与模型试验照片的干涉现象进行了比较,确认发生了几乎相同的水膜流干涉.     

CFD法研究多喷嘴冲击式水轮机的射流干涉

为提高冲击式水轮机的比转速和出力,通常采用增加喷嘴数的办法,然而增加喷嘴数会引起射流干涉,降低水轮机的水力效率.文中研究了射流干涉的产生机理,通过计算相邻两射流之间的动画单元数、水斗接受最后一滴射流的动画单元数、发生射流漏损时无效射流恰与水斗分离的动画单元数以及两相邻射流相交的动画单元数,提出了相邻两射流间发生干涉的判别式.利用所提出的判别式预测了不同喷嘴数和水斗数时冲击式水轮机的射流干涉情况,所得结果证明了判别式的有效性.     

冲击式水轮机射流干涉研究

探讨冲击式水轮机的射流干涉现象,分析了水斗在没位置的入流和出流速度三角形,指出了射流干涉对转轮效率的影响,提出提高冲击式水轮机效率的方法和途径,为冲击式水轮机的选型及结构设计提供了参考意见。     

冲击式水轮机专用调速器的应用探讨

在中小型冲击式水轮机中，常规配置YDT等电液调速器；近些年调速器厂家研制出了冲击式水轮机专用调速器，已在不少高水头电站中投入使用，运行效果比较理想；通过对比两类调速器的使用情况，简要谈谈使用专用调速器的一些体会。     

二滩中孔伸缩式止水闸门水力学实验研究

根据不同比尺的系列缝隙模型试验探讨了模拟比尺问题；在１：２０４ 模型上观测了水流撞击边墙的起始点位置及水翅的飞溅高度；指出了闸门局部开启时水流顶部扩散角增大的原因及其计算公式，观测计算了水流对边墙的冲击荷载及水翅对门支承梁的冲击荷载；同时还指出了在水流对边墙的冲击荷载中，缝隙充所占的比重较小。     

数值模拟冲击式水轮机内部非定常流动

提出了用动画解析法解析冲击式水轮机非定常内部流动的方法,此法提供了如何非定常流动按照时间顺序离散成功画单元,并通过拉格朗日法对流体质点的加速度进行积分来求出水斗内非定常流动的分布首次解析了其内部流动。     

低比转速径流式水轮机的流动研究及设计

非常规水轮机通常采用低比转速径流式，这种型式水轮机在国民经济建设各领域的应用越来越多，但人们对这种水轮机的研究还很少．因而针对这种水轮机如何确定流量很小等特殊条件下的导水部件型式，以及如何正确地认识导水部件内部及其到转轮前的流动状况等关系到设计参数的实现和能量性能优劣的问题，进行了理论分析、流动模型假设、结构设计，并选择了若干种方案进行能量试验验证．试验结果表明：作者采用的导水部件及流动模型是合理的，设计方案是正确的，为同类水轮机的研究、设计作了有益的探讨．     

数值模拟冲击式水轮机内部非定常流动

提出了用动画解析法解析冲击式水轮机非定常内部流动的方法,此法提供了如何将非定常流动按照时间顺序离散成动画单元,并通过拉格郎日法对流体质点的加速度进行积分来求出水斗内非定常流动的分布首次解析了其内部流动.     

摩擦和传热联合作用下等截面喷枪内气体的流动特性——(Ⅱ)计算结果及分析

以本工作第一部分中所提出的表征热源作用下管式和套管式等截面喷枪气体流动特性的基本方程和计算公式，分析了１８ｔＡＯＤ炉用套管式喷枪的气体流动特性，考察了加热和摩擦效应、供气压力、气体种类和成分等的影响，结果表明，热源的存在对等截面喷枪内气体流动特性有相当大的影响．其效果与增强摩擦效应相一致，使出口气量显著减小；对应用于实际冶金过程的等截面喷枪进行设计和气体流动特性计算时，按绝热摩擦流处理会产生相当大的偏差，必须考虑来自高温熔体和耐火炉衬等的加热效应；供气压力对等截面喷枪内的气体流动特性有决定性的作用；喷吹气体种类和成分会影响等截面喷枪内气体流动特性，对于给定的喷枪和体系，喷吹不同的气体时应根据工艺要求采用不同的喷吹参数     

冲击式水轮机水斗三维造型

本文以一个冲击式（切击式）水轮机水斗实例造型为基础,阐述了水轮机水斗的造型思路、方法及步骤,明确了造型中的难点及需要注意的事项。使冲击式水轮机实现流体分析计算、强度分析及数控加工成为可能,为冲击式水轮机的国产化打下基础。     

黏弹性流体中柔性丝线拍动的数值模拟研究

采用格子波尔兹曼方法结合有限差分方法求解黏弹性流体的运动方程,非线性有限元方法求解柔性丝线的运动方程,浸没边界法处理流固耦合,数值求解了柔性丝线在均匀来流中因流固耦合作用产生的自由拍动问题.通过与牛顿流情况的对比,重点考察了流体弹性效应对丝线拍动特性的影响.计算结果发现,对于流体弹性效应较弱的情况(We20),柔性丝线从稳定(静止)模态过渡为周期性拍动模态的临界质量比随着We数的增加显著增大;而对于弹性效应较强的情况(We20),临界质量比随着We数的增加渐近地趋于一常值.另外还发现,当质量比给定时,拍动丝线的阻力系数、拍动幅值和拍动频率均随We的增加而减小.以上发现表明,流体弹性效应的增强对丝线拍动和尾迹流动失稳脱涡具有明显的抑制作用.     

两级刷式密封泄漏特性的实验与数值研究

基于刷式密封的泄漏量实验测试平台和Non-Dareian多孔介质方法的泄漏流动数值模型,详细研究了密封间隙、压比和转速对两级刷式密封泄漏流动特性的影响规律,分析了两级刷式密封的泄漏流动形态以及刷丝束表面的压力分布规律.结果表明:在相同的间隙和转速下,两级刷式密封的泄漏量随着压比的增加而增大;在相同的转速和压比下,两级刷式密封的泄漏量随着间隙的增加而增大;在相同的压比和间隙下,两级刷式密封的泄漏量随着转速的增加而减小.转子高速旋转时产生的离心伸长效应使密封间隙减小,因此数值计算时考虑转子的离心伸长效应对密封间隙的影响可以更加准确地预测两级刷式密封的泄漏量.     

高比转速混流式水轮机引水部件水流特性研究

对ｎｓ＝２６０ｍ·ｋＷ的混流式水轮机引水部件流场测试结果作了介绍。通过在蜗壳进口、出口、导叶出口３个断面布置五孔探针进行测量，揭示水轮机引水部件内部的流动特性。结果表明：各断面流动均具有较好的轴对称性；蜗壳进口断面基本上为轴向均匀流动；蜗壳出口断面上的环量基本上为常数；导叶出口断面的环量沿导叶高度分布不均匀，由上冠至下环逐渐增大。进行了初步分析，对改进水轮机设计提出了建议。     

基于多孔介质模型的刷式密封泄漏流动特性研究

采用数值求解基于多孔介质模型的Reynolds-averaged Navier-Stokes方程技术，对刷式密封内泄漏流动特性进行了详细的数值研究．根据刷式密封的泄漏量试验数据，确定了刷丝束多孔介质的渗透率系数．利用所确定的渗透率系数，数值计算和分析了7种压比和5种径向间隙条件下的某轴端刷式密封的泄漏量和泄漏流动形态，并且与迷宫式密封进行了比较．结果表明：在相同的压比下，刷式密封的泄漏量小于迷宫式密封；压比影响刷式密封的泄漏量，但对泄漏流动形态的影响可以忽略；径向间隙不仅影响刷式密封的泄漏量，而且影响泄漏流动形态；在相同的径向间隙下，压比越大则泄漏量越大；在相同的压比条件下，径向间隙越小则泄漏量越小．研究工作可对刷式密封在汽轮机中的应用提供理论依据和技术参考．     

四川吉牛水电站水轮机的结构特点

四川吉牛电站水轮机是冲击式巨型水轮机。本文简要介绍了水轮机结构设计的一些特点。     

MonteCarlo法研究通过旋转圆管的自由分子流

利用试验粒子Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法研究通过有限长旋转圆管的自由分子流。给出变量的归一化分布函数及由此进行随机抽样的方法。对研究通过静止圆管的自由分子流的方法进行改进，提出一种求通过旋转口管的自由分子流流量的方法．计算几种情况．并与无限长旋转圆管的解析结果作比较。主要结论如下：在管两端压差一定时，通过旋转国管的自由分子流流量随转速增加而减小；通过旋转口管的流量与通过静止圆管的流量的比值，随国管长度的增加而减小。