多泥沙河流水电站水轮机转轮内部流动及磨损研究
发布时间：2020-12-11 17:12
我国河流多泥沙,尤其是汛期更甚,对于在高含沙水中工作的水轮机不可避免地存在着严重的泥沙磨损。水轮机过流部件的破坏将被加剧,导致水轮机组的稳定性降低、效率下降,引起高频率检修或是对整个电站的安全运行造成巨大的潜在风险,从而大大降低经济效益。克孜河流域河段中的沙水浓度较高,沙粒棱角分明,较为锋利,且硬度相对高的石英成份含量很高,在其河流上运行的水电站面临着巨大的泥沙磨损考验,尤其是即将修建在该流域上的夏特水电站水头又高,针对该电站的泥沙磨损情况进行磨损分析必不可少。转轮作为水轮机的核心部件,对其开展在沙水条件下的数值仿真分析及磨损试验具有重大意义。本研究主要工作和成果如下:1.采用Unigraphics造型软件对夏特水电站拟选的HLA351-LJ-275混流式立式金属蜗壳水轮机的过流部件塑造三维实体。利用ANSYS ICEM软件,对各个不同流路部件的仿真水体模型执行六面体结构网格配置,并依据真机流动条件来设定边界。2.针对水轮机在不同工况下内部含沙水的流动信息,利用CFX求解器进行仿真流动模拟,提取了不同工况下水轮机主要流路部件的压力、流速及泥沙体积浓度分布云图,分析其沙水流动特性和体积浓...
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
转轮三维图
完成二维转三维操作，再通过曲线建面方法得到叶片表面，并进行缝合命令得到转轮叶片实体，最后通过轴面流线对叶片进行修正得到的转轮三维实体模型如图 3.1 所示。再将建立的水体模型导入ICEM中执行六面体结构化网格配置，绘制的网格如图3.2所示。图 3.1 转轮三维图 图 3.2 转轮网格图Fig. 3.1 3D graph of runner Fig. 3.2 Mesh of runner3.2.2 其他部件蜗壳主要通过蜗壳各断面参数线，通过曲线建面的方法，得到蜗壳实体，活动导叶及固定导叶通过导叶翼型参数，并运用拉伸和矩阵命令，得到导叶模型，尾水管建模方法与蜗壳类似，再将所有水体模型导入 ICEM 中执行六面体结构化网格配置，最终得到的模型和网格图如图 3.3-3.10 所示。图 3.3 蜗壳三维图 图 3.4 蜗壳网格图Fig. 3.3 3D graph of volute Fig. 3.4 Mesh of volute
图 3.1 转轮三维图 图 3.2 转轮网格图Fig. 3.1 3D graph of runner Fig. 3.2 Mesh of runner 其他部件壳主要通过蜗壳各断面参数线，通过曲线建面的方法，得到蜗壳实体，活动导叶导叶通过导叶翼型参数，并运用拉伸和矩阵命令，得到导叶模型，尾水管建模方壳类似，再将所有水体模型导入 ICEM 中执行六面体结构化网格配置，最终得到和网格图如图 3.3-3.10 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水泵水轮机甩负荷过渡过程中的压力脉动和转轮受力[J]. 周勤,夏林生,张春泽,袁野,朱珠. 水利学报. 2018(11)
[2]沙粒粒径对水力机械材料磨蚀性能的影响[J]. 卢金玲,张欣,王维,冯建军,郭鹏程,罗兴锜. 农业工程学报. 2018(22)
[3]水力机械研究领域的发展[J]. 陆力,彭忠年,王鑫,朱雷,安学利,刘娟. 中国水利水电科学研究院学报. 2018(05)
[4]导叶开度对混流式水轮机压力脉动特性及流动诱导噪声的影响[J]. 汪昊蓝,郑源,孙奥冉,张付林,高成昊,周颖. 南水北调与水利科技. 2018(05)
[5]低比转速混流式水轮机转轮上冠型线的优化方法[J]. 文哲男,张英莉,巴德纯,岳向吉. 东北大学学报(自然科学版). 2018(06)
[6]不同工况下混流式水轮机叶栅流场的数值模拟[J]. 张玲,谢恒龙,王冲,刘琳琳. 东北电力大学学报. 2018(02)
[7]不同湍流模型在水轮机数值计算中的适用性探究[J]. 徐连奎,张建蓉,王永利,孙佳祥,张树女. 水电能源科学. 2018(03)
[8]颗粒参数对螺旋离心泵流场及过流部件磨损特性的影响[J]. 申正精,楚武利,董玮. 农业工程学报. 2018(06)
[9]长短叶片水轮机尾水涡带动态特性数值分析[J]. 张春泽,刁伟,尤建锋,夏林生. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(07)
[10]泥沙直径和浓度对混流式水轮机转轮内流场的影响[J]. 廖姣,赖喜德,张兴. 水力发电学报. 2017(05)
博士论文
[1]大型混流式水轮机模型内部流动稳定性研究[D]. 苏文涛.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]夏特水电站水轮机导叶泥沙磨损研究[D]. 李叶兵.西华大学 2018
[2]含沙水中混流式水轮机内部流动的数值模拟[D]. 周倩倩.西华大学 2015
[3]含沙水中导流隔板对水轮机尾水管流动特性的影响[D]. 童朝.西华大学 2015
本文编号：2910917
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
转轮三维图
完成二维转三维操作，再通过曲线建面方法得到叶片表面，并进行缝合命令得到转轮叶片实体，最后通过轴面流线对叶片进行修正得到的转轮三维实体模型如图 3.1 所示。再将建立的水体模型导入ICEM中执行六面体结构化网格配置，绘制的网格如图3.2所示。图 3.1 转轮三维图 图 3.2 转轮网格图Fig. 3.1 3D graph of runner Fig. 3.2 Mesh of runner3.2.2 其他部件蜗壳主要通过蜗壳各断面参数线，通过曲线建面的方法，得到蜗壳实体，活动导叶及固定导叶通过导叶翼型参数，并运用拉伸和矩阵命令，得到导叶模型，尾水管建模方法与蜗壳类似，再将所有水体模型导入 ICEM 中执行六面体结构化网格配置，最终得到的模型和网格图如图 3.3-3.10 所示。图 3.3 蜗壳三维图 图 3.4 蜗壳网格图Fig. 3.3 3D graph of volute Fig. 3.4 Mesh of volute
图 3.1 转轮三维图 图 3.2 转轮网格图Fig. 3.1 3D graph of runner Fig. 3.2 Mesh of runner 其他部件壳主要通过蜗壳各断面参数线，通过曲线建面的方法，得到蜗壳实体，活动导叶导叶通过导叶翼型参数，并运用拉伸和矩阵命令，得到导叶模型，尾水管建模方壳类似，再将所有水体模型导入 ICEM 中执行六面体结构化网格配置，最终得到和网格图如图 3.3-3.10 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水泵水轮机甩负荷过渡过程中的压力脉动和转轮受力[J]. 周勤,夏林生,张春泽,袁野,朱珠. 水利学报. 2018(11)
[2]沙粒粒径对水力机械材料磨蚀性能的影响[J]. 卢金玲,张欣,王维,冯建军,郭鹏程,罗兴锜. 农业工程学报. 2018(22)
[3]水力机械研究领域的发展[J]. 陆力,彭忠年,王鑫,朱雷,安学利,刘娟. 中国水利水电科学研究院学报. 2018(05)
[4]导叶开度对混流式水轮机压力脉动特性及流动诱导噪声的影响[J]. 汪昊蓝,郑源,孙奥冉,张付林,高成昊,周颖. 南水北调与水利科技. 2018(05)
[5]低比转速混流式水轮机转轮上冠型线的优化方法[J]. 文哲男,张英莉,巴德纯,岳向吉. 东北大学学报(自然科学版). 2018(06)
[6]不同工况下混流式水轮机叶栅流场的数值模拟[J]. 张玲,谢恒龙,王冲,刘琳琳. 东北电力大学学报. 2018(02)
[7]不同湍流模型在水轮机数值计算中的适用性探究[J]. 徐连奎,张建蓉,王永利,孙佳祥,张树女. 水电能源科学. 2018(03)
[8]颗粒参数对螺旋离心泵流场及过流部件磨损特性的影响[J]. 申正精,楚武利,董玮. 农业工程学报. 2018(06)
[9]长短叶片水轮机尾水涡带动态特性数值分析[J]. 张春泽,刁伟,尤建锋,夏林生. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(07)
[10]泥沙直径和浓度对混流式水轮机转轮内流场的影响[J]. 廖姣,赖喜德,张兴. 水力发电学报. 2017(05)
博士论文
[1]大型混流式水轮机模型内部流动稳定性研究[D]. 苏文涛.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]夏特水电站水轮机导叶泥沙磨损研究[D]. 李叶兵.西华大学 2018
[2]含沙水中混流式水轮机内部流动的数值模拟[D]. 周倩倩.西华大学 2015
[3]含沙水中导流隔板对水轮机尾水管流动特性的影响[D]. 童朝.西华大学 2015
本文编号：2910917
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