密封结构对混流式水轮机内部流动的影响研究

发布时间：2017-04-28 17:18

  本文关键词：密封结构对混流式水轮机内部流动的影响研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国水电事业的大力发展,水轮机单机容量不断增大,机组尺寸也逐步增加,水轮机全流道内部流动及性能的影响变得越来越突出,特别是内部流动对水轮机稳定性问题影响,则需要更加深入的了解水轮机内部流动情况以及影响水轮机内部流动的各种因素。国内外研究者针对水轮机内部流动做了大量的研究,其中尤为突出的是对水轮机尾水管内空腔涡带以及压力脉动探究与预测方面的研究较多,并取得到了大量的研究成果,为解决机组稳定性问题做出了巨大的贡献。但是尾水管内的空腔涡带以及压力脉动并不是引起水轮机机组振动的唯一原因。因此,在影响水轮机内部流动问题上的研究在某些方面仍然还比较缺乏,特别的,对转轮密封结构影响水轮机内部流动的研究还比较少见。-*本文以国内某水电站混流式水轮机(??135LJHLA473)为研究对象,利用ANSYS流场分析软件,采用RNG k??湍流模型对不同转轮密封结构的中低水头混流式水轮机转轮密封内部流动进行了数值模拟计算,并同时对全流道的流动情况进行了数值模拟分析,研究得出间隙式、迷宫式和变形迷宫式转轮密封结构对混流式水轮机内部流动的影响规律。该规律是不同转轮密封结构对混流式水轮机主要的影响集中在转轮上冠、下环与之相邻的区域并对尾水管进口附近有一定的影响。为今后中低水头混流式水轮机机组的稳定性研究奠定了基础。
【关键词】：混流式水轮机 密封结构 内部流动 数值模拟
【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】：TK733.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景与研究意义9-11
• 1.2 水轮机内部流动研究方法11-12
• 1.3 国内外研究现状12-15
• 1.3.1 国内外水轮机内部流动研究现状12-14
• 1.3.2 水轮机转轮密封内部流动的国内外研究现状14-15
• 1.4 研究内容以及技术路线15-16
• 2 三维湍流流动数值模拟基本理论和方法16-32
• 2.1 计算流体力学基本控制方程16-19
• 2.1.1 质量守恒方程17
• 2.1.2 动量守恒方程17-19
• 2.2 湍流的数值模拟方法19-27
• 2.2.1 雷诺时均方程法20-26
• 2.2.2 大涡模拟模型26-27
• 2.3 控制方程的离散27
• 2.4 网格的生成27-31
• 2.4.1 网格单元与网格类型分类28
• 2.4.2 结构化网格28-29
• 2.4.3 非结构化网格29-30
• 2.4.4 混合网格30-31
• 2.5 近壁面流动流动处理31-32
• 3 密封结构及求解模型32-39
• 3.1 转轮密封结构设计32-35
• 3.2 转轮密封内部流动规律35
• 3.3 转轮密封求解模型35-39
• 4 不同转轮密封结构水轮机全流道几何模型的建立与网格划分39-42
• 4.1 几何模型建立39-40
• 4.2 计算域网格划分40-42
• 5 不同转轮密封结构水轮机全流道数值模拟结果及分析42-58
• 5.1 边界条件的设置42-43
• 5.2 转轮密封结构内部流场分析43-45
• 5.3 转轮密封结构对全流道流场影响分析45-49
• 5.4 转轮密封结构对转轮流场影响分析49-54
• 5.5 转轮密封结构对转轮叶片流场影响分析54-58
• 6 结论与展望58-59
• 6.1 结论58
• 6.2 展望58-59
• 参考文献59-61
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果61-62
• 致谢62-63

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郑雄伟;;影响混流式水轮机稳定性的主要问题及建议[J];新西部(下半月);2007年07期

2 唐澍;潘罗平;;大型混流式水轮机的应用现状与技术发展[J];水利水电技术;2009年08期

3 李延频;王鹏飞;阳莉;陈德新;;黄河上水电站混流式水轮机磨蚀与防护措施的研究[J];水力发电;2010年04期

4 阳莉;李延频;陈德新;;混流式水轮机磨蚀与防护措施研究[J];人民黄河;2010年12期

5 金小锋;;混流式水轮机长短叶片转轮制造技术[J];中国水能及电气化;2011年12期

6 谢红军;;浅析大型混流式水轮机水力的稳定性[J];科技视界;2013年24期

7 黄小飞;;影响混流式水轮机稳定性的因素与应对措施[J];科技视界;2013年23期

8 单鹰;对混流式水轮机切割叶片的试验分析[J];水力发电;1980年02期

9 王德俊,米毓德;混流式水轮机载荷的统计分析[J];动力工程;1983年01期

10 王德俊,崔广椿,黄雨华,刘永贤,米毓德;混流式水轮机载荷的统计分析[J];动力工程;1983年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 赵林明;;表达混流式水轮机最优工作特性的数学模型及其建立方法[A];水电科技论文集[C];1990年

2 姚启鹏;;浑水中运行的混流式水轮机过流通道结构问题[A];水轮机抗磨蚀技术研讨会论文集[C];2006年

3 徐珍懋;;浅论混流式水轮机运行的“强振禁运区”[A];2003年大型水电机组技术研讨会论文集[C];2003年

4 潘良儒;郑哲敏;锺万勰;刘曦;齐景泰;王礼立;;混流式水轮机叶片的设计和计算(一)[A];郑哲敏文集[C];2004年

5 徐珍懋;;混流式水轮机“强振”原因的研究[A];第十六次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2007年

6 姚大坤;庞立军;黄凯;;某混流式水轮机稳定性现场试验分析[A];第十六次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2007年

7 宋文武;喻华全;符杰;曾治川;;灯泡混流式水轮机流道系列的设计研究[A];第十六次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2007年

8 何成连;龚长年;方源;;混流式水轮机低负荷压力脉动[A];2003年大型水电机组技术研讨会论文集[C];2003年

9 郭红梅;;混流式水轮机振动研究[A];福建省科协第五届学术年会“依靠科技进步 促进农业机械化”分会场论文集[C];2005年

10 刘杰;张忠东;陈凤山;雷建芳;伊夫·布维;;大型混流式水轮机技术及近期经验[A];第十九次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 宋亚平 记者　 薛秀颖;哈尔滨大电机研究所获殊荣[N];哈尔滨日报;2006年

2 本报记者 罗霞;张立翔：甘坐“冷板凳” 敢啃“硬骨头”[N];云南日报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 肖若富;中比转速混流式水轮机内流场数值模拟及性能改善研究[D];华中科技大学;2004年

2 吴晓晶;混流式水轮机非定常流动计算和旋涡流动诊断[D];清华大学;2009年

3 苏文涛;大型混流式水轮机模型内部流动稳定性研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

4 辛U

本文编号：333252