混流式水轮机尾水管涡带改良研究

发布时间：2017-04-20 03:07

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【摘要】：尾水管是水轮机的重要部件,其性能的好坏与稳定性的优良对混流式水轮机发电机组的高效、稳定运行有着直接的影响。本文主要对尾水管涡带产生的空化汽蚀进行改良研究,结合现阶段国内外相关的研究成果,选取某一运行工况增设稳流板,并进行CFD模拟计算,对比模拟计算结果得出结论。本文以实际混流式水轮机HL153-LJ-660尾水管流态为研究对象,结合模型综合特性曲线、实际尾水管尺寸及相关运行参数等数据进行模拟计算分析。在研究过程中进行了以下工作：1、搜集总结国内外现阶段已形成的关于尾水管涡带、空化汽蚀、压力脉动的理论及分析方法,选择其中一类理论进行分析,准备CFD模拟计算的相关资料。2、根据混流式水轮机HL153-LJ-660实际尾水管特征,运用Pro/E三维建模软件进行尾水管及稳流板模型建立。3、应用计算流体力学理论和FLUENT软件中的RNGk-ε模型,对尾水管形成涡带引起的空化汽蚀进行分析,获得流道内流体的速度矢量、流线、迹线等分布图。4、将不同的稳流板对涡带的影响进行对比分析,得出结论：花型稳流板对于该模型及工况条件下对涡带引起的空化有明显改善,十字型稳流板对此条件下涡带改良无良好效果。
【关键词】：尾水管 空化汽蚀 稳流板 涡带 CFD数值模拟
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK730.314
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 尾水管压力脉动研究国内外发展现状11-13
• 1.3 课题主要研究内容13-14
• 第二章 CFD软件简介及理论概述14-26
• 2.1 CFD软件概述14-16
• 2.1.1 CFD软件基本原理14-15
• 2.1.2 Fluent简介15-16
• 2.2 流动控制方程16-19
• 2.2.1 质量守恒方程16
• 2.2.2 动量守恒方程16-18
• 2.2.3 能量方程18-19
• 2.3 离散方程19-21
• 2.3.1 离散方法19-20
• 2.3.2 离散格式20
• 2.3.3 数值模拟计算方法20-21
• 2.4 大涡模拟21-22
• 2.5 雷诺平均法22-23
• 2.6 尾水管简介23-25
• 2.6.1 尾水管基本类型23-24
• 2.6.2 弯肘形尾水管的选择24-25
• 2.7 本章小结25-26
• 第三章 模型建立及网格划分26-36
• 3.1 尾水管模型建立26-29
• 3.1.1 常用弯肘部分建模方法分析26-27
• 3.1.2 弯肘段建模方法的提出27-28
• 3.1.3 建模方法的比较28-29
• 3.2 稳流板模型建立29-30
• 3.3 对模型网格划分及设置30-34
• 3.3.1 Gambit网格设置31-33
• 3.3.2 边界条件设置33-34
• 3.4 本章小结34-36
• 3.4.1 本章工作34
• 3.4.2 前处理调节34-36
• 第四章 Fluent模拟过程36-44
• 4.1 水轮机工作参数36
• 4.2 检查网格36-38
• 4.3 运行参数选择38-43
• 4.3.1 求解器的选择38-39
• 4.3.2 确定计算模型39-40
• 4.3.3 运行环境选择40-41
• 4.3.4 确定流体材料41
• 4.3.5 设置边界条件41-42
• 4.3.6 流体运动条件设置42-43
• 4.3.7 设置求解控制参数43
• 4.4 本章小结43-44
• 第五章 尾水管三维定常计算结果44-68
• 5.1 验证尾水管模型有效性44-59
• 5.1.1 工况1：88.7%额定流量工况下流场内部情况45-50
• 5.1.2 工况2：75%额定流量工况下流场内部情况50-54
• 5.1.3 工况3：65%额定流量工况下流场内部情况54-59
• 5.2 花型稳流板在工况3下模拟情况59-64
• 5.3 十字型稳流板在工况3下模拟情况64-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 6.1 结论68
• 6.2 展望68-70
• 致谢70-72
• 参考文献72-76
• 附录76-77
• 附录A 攻读硕士期间发表论文76-77
• 附录B77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：317746