混流式水轮机转轮动载荷作用下的应力特性

许多大型水轮机投产后短期内都出现了不同程度的裂纹问题,研究表明动应力值较大是引起转轮叶片产生疲劳裂纹的主要原因之一。该文对万家寨二号机组转轮进行了流固耦合计算,发现较大应力区与实际裂纹出现的部位基本一致。接着进行了动载荷作用下转轮的瞬态动力分析,采用Newmark算法得出了导叶开度变化时转轮的应力分布,当动载荷变化频率较大时,算出动应力大致在15～20MPa左右,与经验值比较接近。这些结果印证了动应力值过大是叶片产生裂纹的主要原因,从而为水轮机在设计阶段就进行优化提供了可能。     

混流式水轮机转轮内部流场数值分析

从Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程出发,采用层流模型描述水流动状态,并在欧拉坐标系中用速度－压力修正法对模型进行求解,考虑到转轮内流道几何形状比较复杂,故采用有限元法进行数值离散,并将该解法用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编制计算程序,对三峡工程混 式水轮机转轮内部的流场进行数值计算,分析了转轮内的速度和压力分布。     

水轮机转轮叶片裂纹成因及对策分析

根据混流式水轮机结构特点,对水轮机转轮叶片裂纹成因及对策进行分析,供大家参考。     

用给定轴面速度分布规律设计混流式水轮机转轮的探讨

比较用二元和一元半理论设计的混流水轮机式转轮的特性，说明在ｎｓ＝２６０－２７０ｍ．ｋＷ是二元半理论的设计优于二元理论。     

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。     

水轮机转轮制造新技术

重点阐述了水轮机转轮制造的新技术,包括转轮叶片数控加工、热弯成型、双电子经纬仪、三维数显划线机计算机辅助测量系统和转轮平衡工艺等.     

确定大型混流式水轮机转轮设计应力谱的新方法

本文给出了由水轮机的出力确定叶片应力的简便方法。根据现场采集的出力数据,经过统计分析,可获得叶片上任何一点的应力分布函数,这就是设计用的载荷谱,它是转轮疲劳强度计算的重要数据资料。     

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…     

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     

含沙水流中水轮机导叶的设计研究

依奇点分布法和前人分析实验得到的含沙水流中固体颗粒的受力分析结果,利用相对阻塞和相对抽吸的观点对含沙水流中水轮机导叶进行设计。经模型试验表明,与传统方法设计的导叶相比,用本文提出的方法设计的导叶在含沙水流中运行时,水力效率高,耐磨蚀。     

汽轮机叶片动应力计算方法的研究

研究了汽轮机叶片的动应力特性及频率、激振力、阻尼等因素对动应力特性的影响,建立叶片有限元模型、激振力模型和阻尼特性处理方法的基础上,建立了采用模态迭加法求地片强迫振动的方程,建立了定量计算叶片振动响应和动应力的模型和计算方法,对真空叶片动应力场进行计算,所得结果与实际吻合,表明该模型和方法具有理论和工程应用价值。     

透平叶栅二次流瞬态特性的新测试方法

为了解决常规粒子图像测速系统（PIV）对小于20％主流速度的弱次流场进行测量时无法得到可靠矢量场的问题,通过调整第二束片光使其沿主流方向偏移1～1．5mm来跟踪粒子运动,实现了对高速流动中弱二次流瞬态速度场的可靠测量．在此基础上,组合调制4束激光片光的触发时序和空间位置,使不同时间触发的片光能跟踪粒子的运动,再结合2套互相关CCD和偏振光技术,可获得3组高时间分辨率的连续瞬态矢量场,从而实现了对非定常二次流质点运动及涡系结构演绎过程的跟踪测量．     

水轮机动应力测量仪的研制

研制了一种全新的动应力测量仪,采用电池供电的测量仪主机安装在水轮机大轴上随转轮一同旋转,由手持无线电遥控器控制测量仪的电源开关、采样启/停,监视测量仪的运行状态.应力测量数据暂存在测量仪中大容量电子磁盘中,在机组停机的间歇取出测量数据.这种测量方案彻底解决了多通道高频率采样中大数据量信号传输、电池供电与长时间在线测量的矛盾,以及电磁干扰影响测量数据、电桥平衡等许多难题.该测量仪成功实现了对大朝山6号机组转轮叶片的动应力测量.     

水轮机固定导叶与活动导叶的相互影响

本文通过对在专门研制的环盘式双列叶栅实验装置上所进行的固定导叶与活动导叶实验的分析,认为水轮机的固定导叶与活动导叶圆周方向的相互位置对导叶区域水流的特性和水力损失影响较大,指出了对称型和正曲率型活动导叶与固定导叶的最佳相对安放位置和流场的不同特性;建立了水轮机设计时确定固定导叶与活动导叶相对安放位置的经验公式;并分析了高水头低比转速水轮机导叶汽蚀破坏的主要水力原因。     

基于Simulink的水轮机动态仿真模型研究

采用基于Matlab的Simulink仿真工具箱建立了水轮机非线性模型、线性化模型和水轮机经典模型.重点描述了基于插值计算的水轮机非线性模型的建立过程,详细介绍了利用最小二乘法求解线性化模型中传递系数的方法.并对水轮机调节系统进行了动态仿真试验,比较研究了不同模型的适用范围,认为利用最小二乘法拟合所获的线性化模型对各种研究工况具有较好的适应性.     

液固耦合对水轮机固定导叶振频振型的影响

通过对固液界面的压力和法向加速度的分析，并引入虚功原理的附加质量，得到弹性体在液体中的结构方程，并应用此方程对水轮机[固定导叶在水中的固有频率和固有振型进行解析，对固定导叶在运行过程中产生的共振进行了分析及预测。     

动水压力的形成与模拟测量

应用伯努利定理计算得到了理想状态的动水压力理论值，并进行了实际测量．测量结果证实了动水压力的存在，回归分析得到了实测动水压力与行车速度的平方呈正比的关系式．有压条件下渗透性试验结果表明，沥青混凝土在动水压力下的渗透性将急剧增大，对路面的危害严重．     

实现额定功率的措施及参数优化计算

针对某电站在开挖中因出现大量地下水而采取回填措施致使水头下降１５．６％的状况，采取了提高前池水位和降低尾水位等措施，达到了额定功率，论证了这些措施的技术可行性和经济性，并以空化为约束条件，对尾水位的降低值进行了优化计算。     

水轮机模型的精确线性化

基于非线性微分几何控制理论,本文给出了水轮发电机组模型的精确线性化过程。同时,从理论上证明了系统满足状态反馈精确化的条件,推导出了非线性系统的反馈规律,实现了原系统的状态反馈精确线性化。