含沙水中混流式水轮机内部流动数值模拟及分析

发布时间：2018-01-08 11:20

本文关键词：含沙水中混流式水轮机内部流动数值模拟及分析　出处：《西华大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：我国水资源蕴藏量丰富,水电是我国的重要能源,而水轮机作为水电站运行的核心部分,在电站运营的过程中却面临着许多问题,如水轮机内部流场中出现的空化、泥沙磨损等,从而影响水轮机的运行性能,导致检修周期缩短,电站的运营成本远远超出预期,因此,研究水轮机内部流动,预测水轮机的水力性能具有重要的意义。本文以锦屏电站方提供的混流式水轮机资料为基础,运用UG软件,对水轮机全流道模型进行建立,然后基于CFX平台,对该模型在清水介质和沙水介质中,四种不同工况下,分别进行三维流场数值模拟,以供锦屏二级水电站的运行检修以及其它电站水轮机设计提供理论依据。本文主要研究内容如下:(1)以电站方提供的水轮机资料和木模图作为基础依据,利用UG软件,分别建立起水轮机的蜗壳、座环、转轮以及尾水管四大构件,待各个过流部件建立完成后,再装配好,建立起全流道模型。(2)把在UG中建立好的模型导入CFX前处理模块ICEM CFD当中,运用四面体网格分别对水轮机的每一个过流部件进行划分,检查网格质量并进行优化,直至网格质量满足模拟要求,以“cfx5”格式导出。(3)在CFX-Pre中导入网格模型,研究不同负荷情况下的水轮机在清水介质中全流道进行定常流模拟,在CFD-Post软件进行后处理,得到每一个过流部件的压力分布情况并进行分析。(4)在沙水介质中,研究与清水条件下相同的几个负荷情况下,不同粒径,不同浓度的泥沙条件下,对水轮机的全流道采取定常流稳态模拟,在CFD-Post软件进行后处理,得到每一个过流部件的压力和泥沙分布情况并比较和分析。(5)将相同负荷情况下清水和沙水介质中的水轮机流场模拟结果进行分析比较,对水轮机性能进行预测,并为水轮机今后的运行提出可靠建议。通过本次模拟,实现了在含沙水中对水轮机水力性能的预测。
[Abstract]:In this paper , based on the data of Francis turbine supplied by the power station , the numerical simulation of three - dimensional flow field is carried out under four different working conditions , such as cavitation , sediment abrasion and so on . ( 4 ) In the sand - water medium , under the same load conditions as the clean water , steady - state simulation of the whole flow path of the turbine is carried out , and the pressure and sediment distribution of each over - current component are compared and analyzed .

【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

【参考文献】