混流式水轮机转轮内部流动的数值模拟及PIV测试探究
[Abstract]:In recent years, the level of turbine design and manufacture in China has been greatly improved, and now it has entered the ranks of advanced level in the world. However, there is a certain gap between hydraulic design level of hydraulic turbine and international level, especially in the aspects of energy characteristics and cavitation performance of runner. Francis turbine is the most widely used type of water turbine at present. The research on internal eddy current and internal cavitation of Francis turbine runner is of great significance to the hydraulic optimization design of Francis turbine. In this paper, a Francis turbine is taken as the research object, and the full channel numerical simulation and experimental analysis are carried out after the modeling is completed. Firstly, the numerical simulation of internal flow under 7 conditions is carried out, mainly on the blade vortex, and then the cavitation model is used to study the internal cavitation of the runner. At the same time, the PIV testing technology is used to observe the vortex of the turbine runner and try to apply the technology to the velocity measurement of the runner, and explore the feasible way to test the flow velocity in the runner. The main contents of this study are as follows: (1) based on the selected hydraulic turbine, a three-dimensional geometric model is established and a qualified mesh is created. All over-flow component meshes are imported into ANSYS for pre-processing, delineation, setting of boundary conditions, interface, and calculation accuracy. The full passage of hydraulic turbine is numerically simulated and calculated. (2) the vortex numerical simulation is carried out under the conditions of large opening and small opening, respectively, for the same opening, different unit speed and the same unit speed, respectively, for the same opening degree, different unit speed, and the same unit speed, respectively. (3) numerical simulation of cavitation is carried out under the conditions of large opening and small opening, respectively, for the same opening, different unit speed and the same unit speed, respectively, for the same opening degree, different unit speed, and the same unit speed, respectively, under the conditions of large opening and small opening, the cavitation of the runner is simulated by numerical simulation under different opening conditions. The cavitation conditions of the runner under different opening conditions are compared. (4) the PIV velocity measuring device is set up on the hydraulic turbine test bench to test the internal flow pattern of the runner, observe the vortex inside the runner, and deal with the picture data through the processing of the picture data, and the internal cavitation of the runner is compared with that of the runner under different opening conditions. The flow line, velocity vector and other data of internal flow of hydraulic turbine runner are obtained.
【学位授予单位】:西华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TK733.1
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,本文编号:2469167
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