含沙水中导流隔板对水轮机尾水管流动特性的影响

发布时间：2017-12-09 20:18

  本文关键词：含沙水中导流隔板对水轮机尾水管流动特性的影响

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【摘要】：水轮机是水力发电系统最为核心的部件之一,对系统运行的整体效益起着关键性作用,近年来人们对水轮机的理论研究和试验研究伴随着水电事业的开展逐渐走向成熟。与此同时,国内外仍有许多水电站在运行期间因为一些目前尚不能解决和亟待解决的技术问题、特殊现象而导致机组出现异常状况,进而使得水轮机过流部件产生破坏,尤其是尾水管水力振动对水轮机的稳定运行起着不可忽视的作用。因此研究水轮机尾水管内部流动状况,尤其是在沙水河流中运行的水轮机其情况显得尤为重要。本文将某水电站的混流式水轮机作为研究对象,借助CFD软件对原型水轮机全流道进行固液两相流动的数值模拟,分析在不同工况下不同位置加设导流隔板后尾水管的内部流场情况,包括速度矢量分布、压力分布、泥沙浓度分布等计算结果。并探讨其水力性能,为尾水管在含沙水流中的振动研究优化设计提供参考。本课题完成的具体工作方案如下:1.依据该混流式水轮机的二维设计图纸,利用UG软件在计算机里建立水轮机全流道的3D模型,模型构件包含:蜗壳、座环、转轮、尾水管,再把建立好的水轮机3D模型依次导入ANSYS自带的网格划分模块ICEM,设定合适的网格参数划分网格,并检验网格的质量。2.将各过流部件的网格文件分别导入ANSYS的前处理软件CFX中,根据流体动力学的相应原理对各计算域进行设置,包括初始边界条件、交界面、进出口边界条件、壁面等的设置。3.设定求解控制条件,对不同工况下的计算模型进行内部流动的数值模拟。4.根据计算结果,对比分析不同工况下,未设置导流隔板和设置导流隔板情况下尾水管的内部流动状况,发现导流隔板在一定程度上有改善尾水管内部水流流态和绞碎涡带减轻水力振动的作用。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV734.1

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本文编号：1271714