一种求取混流水轮机小开度特性的新方法

根据水轮机的基本理论,导出了混流式水轮机流量特性和力特性的表达式.在此基础上,以HL160水轮机为例,详细给出了根据水轮机的基本理论,采用数据拟合和人工神经网络方法,确定流量特性和力特性表达式中各种参数的方法.按照本文给出的方法,可以利用水轮机高效率区域特性和飞逸特性,求取水轮机的小开度特性,为采用数值分析方法分析水轮机的过渡过程提供了较为准确的边界条件.     

混流式水轮机稳定运行的主要水力因素分析

随着科学技术的不断发展,水电事业也得到了很大的进步,混流式水轮机在水电站的应用,其稳定性直接影响着水电站的经济效益。随着混流式水轮机机组容量、尺寸与转速越来越大,其内部结构也越来越复杂,混流式水轮机的稳定性问题也日益突出。该文针对型号为HL100-LJ-100混流式水轮机稳定性在水力方面存在的问题进行分析,并提出有效对策。     

基于CFD灯泡混流式水轮机转轮水力设计的研究

将混流式水轮机的转轮应用于灯泡式机组中,介绍了这种灯泡混流式水轮机的基本原理,并采用CFD软件辅助进行了流网划分、流线绘制、轴面速度的计算及其曲线的绘制.在模拟内部流场的基础上,对90米水头段的转轮进行了水力设计与转轮型线的绘制,为水轮机转轮的水力设计提供了进一步的研究方法.     

喷水推进泵通用特性曲线的计算流体动力学分析

通过联合数值模拟求得设计转速下泵扬程-流量和效率-流量曲线和泵相似定理,计算得到混流式喷水推进泵量纲为一的特性曲线。进一步由计算流体动力学(CFD)计算得到空化条件下泵扬程和效率随吸口比转速变化的修正函数曲线。叶片面涡空化由降低进口总压来实现,转速和流量输入参数由非空化条件下喷水推进系统CFD计算求得。在全航速范围内,该特性曲线还可作为比转速与该泵相近的混流式喷水推进泵通用的特性曲线模型。     

混流式水泵水轮机设计参数的确定

合理地确定混流式水泵水轮机的最佳参数比例关系,是直接影响到抽水蓄能机组的经济效益,本文通过理论上的分析推导出在最优工况下,水泵水轮机的参数匹配。监统计了国内外一些混流式水泵水轮机的资料,将主要参数绘制各种关系曲线,以便作为分析比较之需要。     

岩滩水电站机组主要参数的选择及水轮机模型验收试验

岩滩水电站装机４台，装机容量１２１０ＭＷ．水轮机为混流式。额定水头５９．４ｍ，转轮直径Ｄ１为８ｍ，是我国目前尺寸最大的混流式水轮机。岩滩水电站水轮机性能采用模型验收试验方式验收．其全模拟模型最高效率达到９２％。     

水轮机蜗壳流量系数的近似率定

研究了利用水轮机运转特性曲线近似率定蜗壳流量系数的方法，并与现场效率试验的实测资料进行了比较。结果表明，该方法具有较高精度，计算流量与实测流量的最大偏差可控制在３％以内，流量系数的偏差在０．８％以内。该法可用于对水轮机蜗壳流量系数的近似率定。     

混流式水轮机内部流动的整体解析及气蚀预测

采用计算流体力学方法,将整个水轮机划分为蜗壳、固定导叶叶栅、活动导叶叶栅、转轮和尾水管等几个域,对混流式水轮机进行整体解析,并根据各个域的残差履历,以转轮残差的充分收敛作为迭代计算是否收敛的判据.最后以某水电厂的混流式水轮机作为研究对象,得到了混流式水轮机的静态压力场,并利用压力场预测了转轮叶片出口负压面气蚀的发生时刻及发生部位,所得结果与实际转轮出口负压面气蚀结果一致,表明了文中方法的有效性.     

水轮机尾水管水压力脉动与运行工况的关系

以三峡水电站水轮机工况为模拟条件,进行了混流式水轮机尾水管压力脉动试验研究,分析了在水头变幅较大的工况下混流式水轮机尾水管水压力脉动与转轮出口水流环疸及单位参数之间的关系。研究结果表明,适当选定混流式水轮机额定参数对减轻尾水管水压力脉动是十分有效的。     

水轮机尾水管水压力脉动与运行工况的关系

以三峡水电站水轮机运行工况为模拟条件,进行了混流式水轮机尾水管压力脉动试验研究;分析了在水头变幅较大的工况下混流式水轮机尾水管水压力脉动与转轮出口水流环量及单位参数之间的关系．研究结果表明,适当选定混流式水轮机额定参数对减轻尾水管水压力脉动是十分有效的．     

考虑水压力的混流式转轮振动特性分析

采用CFD技术对混流式水轮机进行全流道流动计算,将流动计算得到的水压力分布以离散点的形式作用于转轮过流表面;考虑离心力的作用并基于有限元技术,对混流式水轮机的整体转轮和单个叶片的振动特性进行了分析,对水压力和旋转离心力联合作用下混流式转轮振动特性的变化进行了研究.结果表明,在不同工况下运行时,水压力和旋转离心力对转轮和叶片的振动特性有不同程度的影响.在工程实际中应对此影响进行分析,为水力机组的稳定运行提供依据.     

小型水电站混流式水轮机的选型设计

从水轮机选型设计的主要内容、所必需的资料及主要参数选择等几个方面简述了小型水电站混流式水轮机的选型设计,探讨了混流式水轮机选型设计应注意的问题,为小型水电站混流式水轮机的选型设计及研究提供参考。     

抽水蓄能电站泵工况断电过渡过程数值试验

建立包括引水系统、调压井、水泵水轮机组与尾水系统等部件的抽水蓄能电站几何模型,采用基于VOF两相流模型的三维湍流计算方法对其泵工况断电过渡过程进行了数值试验研究,获得并分析了若干参数随时间的变化规律和不同时刻流场的演变过程,与电站原型试验资料进行了对比.结果表明:机组转速、蜗壳和尾水管进口静压极值与试验结果基本一致,三维湍流过渡过程研究方法具有较高精度.电站外特性变化剧烈,依次经历水泵、制动和水轮机瞬态工况.各部件流场的演变与外特性的变化密切相关,相互影响.制动工况流量变化存在"拐点",相应时刻反向流量最大,叶片压力不均匀,尾水管流态较差,有明显的水击现象.     

混流式水轮机尾水管压力脉动和速度分布的试验分析

本文讨论了混流式水轮机尾水管压力脉动和速度分布与水轮机单位转速n′_1单位流量Q′_1的变化关系,对压力脉动相对振幅△与转轮叶片出口圆周分速度V_(2u)之间的关系进行了分析,并对尾水管压力脉动的机理作了初步的探讨.     

长短叶片水轮机尾水涡带动态特性数值分析

在保证CFD模拟长短叶片混流式水轮机可靠性的基础上,通过改变蜗壳进口流量,模拟得到了水轮机历经额定运行、甩负荷、部分负荷稳定运行、增负荷和额定运行五个阶段的尾水涡带演变规律.结果表明:长短叶片水轮机偏负荷工况不会形成常规混流式水轮机的螺旋涡带,尾水管边壁压力脉动幅值较小.采用Q准则和本征正交分解(POD)方法分析尾水涡带结构,当流量改变时,主流在尾水管中心和边壁之间转移,伴随复杂的涡带结构演变.随着负荷减小,单一柱状涡带、多级缠绕螺旋涡带和管壁处多股片状螺旋涡结构所携带能量依次增强,在部分负荷时管壁处螺旋涡结构能量占比达到8%以上.     

混流式水轮机转轮应力场的有限元分析

混流式水轮机是大型水电站的重要设备之一,在运转中,水轮机转轮的叶片上常常有疲劳裂纹发生,本文借助于有限元法给出了叶片中的应力场,并提出了产生疲劳裂纹的原因,同时还讨论了叶片的工作载荷,为研究混流式水轮机转轮叶片的疲劳强度提供了有用的资料。     

混流式水轮机桨叶加工工艺的研究

本文讨论了混流式水轮机桨叶的加工工艺,分析了叶片的建模、尺寸、精度以及基准等数控环节。结果证明,采用数控加工的方法,桨叶具有效率高、精度高等优点。     

斜流式水机轮

1、概述 当分析比较斜流式水力机械与转浆式和混流式在使用水头方面的情况时,可以发现斜流式水轮机比转浆式水轮机具有更大的水头范围,并有着把它扩展到混流式水轮机水头范围的趋势。无论是水轮机或者是逆式水力机械都是如此。     

基于工程经验和RBF神经网络的水轮机综合特性曲线拓展和重构

水轮机特性曲线是描述水轮机运行过程中运行参数变化及相互关系的重要数据图.采用径向基函数(Radial Basis function,RBF)神经网络拓展和拟合水轮机特性曲线的方法可避免用具体的数学表达式表示该特性曲线高度非线性的函数关系,而是通过对离散样本点的学习和训练来获得水轮机全特性曲线.在使用RBF方法进行拟合数据和重构曲面之前,本文利用边界条件和工程经验将已知工况区域的特性曲线向小开度区域和低效率区域进行了有效拓展,大幅增加了RBF神经网络的学习样本数量,从而进一步提高了RBF方法拟合水轮机全特性曲线的精度和可靠度.以HL180水轮机为例,对拓展和拟合水轮机综合特性曲线的具体过程进行了详细介绍.计算结果表明,同仅采用RBF神经网络方法相比,采用本文方法得到的水轮机全特性曲线具有更高的精度和可靠度.     

基于全流道非定常模拟的混流式水轮机尾水管入口处水力特性分析

采用RNGk-ε湍流模型对某长短叶片式混流式水轮机在小开度工况下的全流道进行了非定常模拟,得到了尾水管进口处的速度、涡强分布情况,以及尾水管进口处的压力脉动曲线。