水轮机泄水锥打孔对尾水涡带影响研究

发布时间：2022-11-07 18:26

　　电力需求的不断增长,使得水电行业中水轮机向着高效率、大功率、大尺寸及高转速方向发展,同时要求其运行稳定性提升。这样,机组稳定性及安全运行就成为备受关注的问题。本文针对全流道流动中尾水管涡带发生及演化问题,对不同泄水锥型式的模型通道内的流动进行了试验研究和数值模拟研究,研究了通道内流场特征及涡带形态,分析给出压力脉动的成分及量级。为了实现上述目的,首先建立模型试验系统并实现了三维非定常数值模拟,通过数值模拟结果,设计不同型式的泄水锥,并进行了进一步的数值模拟和试验研究。试验主要使用高速摄影系统进行流态观测,并进行压力脉动测量。其次对大开度和小开度的偏工况进行了水轮机全流道三维非定常模拟,对转轮叶道涡、涡带及进水边脱流等现象进行了捕捉,着重分析不同型式泄水锥下的涡带演化和压力脉动特征。再次分析不同泄水锥打孔模型对于涡带演化及特征压力脉动的影响,研究其流动特性。采用FFT（快速傅里叶变换）对试验结果进行数据处理,结果显示随着对泄水锥打孔措施的进行,尾水管内空化涡体积减小,各监测点的压力脉动能量降低。最后,综合模型试验和数值模拟数据,探讨了不同泄水锥型式下的压力脉动特征。发现肘管外侧具有最大的... 

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 水轮机尾水涡带试验研究现状
    1.3 水轮机尾水流场数值模拟研究现状
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 水轮机泄水锥模型试验介绍
    2.1 引言
    2.2 模型水力测试试验台
        2.2.1 模型试验台概述
        2.2.2 试验转速测量系统
        2.2.3 高速摄影成像系统
        2.2.4 压力脉动测试系统
        2.2.5 转轮及泄水锥结构介绍
    2.3 模型试验测试工况
    2.4 本章小结
第3章 水轮机全流场三维模拟方法
    3.1 引言
    3.2 三维模拟计算对象
        3.2.1 几何建模
        3.2.2 数值方法
        3.2.3 计算网格
        3.2.4 控制方程
        3.2.5 边界条件设置
    3.3 计算结果处理方法
        3.3.1 压力脉动监测点分布
        3.3.2 压力脉动数据处理
    3.4 本章小结
第4章 典型打孔工况下水轮机内流场数值计算
    4.1 引言
    4.2 水轮机流场数值计算工况
    4.3 水轮机内流场三维计算结果分析
        4.3.1 转轮内流场分析
        4.3.2 小流量偏工况下尾水流场对比分析
        4.3.3 大流量最优工况下尾水流场对比分析
    4.4 偏工况下压力脉动计算结果
    4.5 本章小结
第5章 打孔条件下水轮机尾水管流场试验研究
    5.1 引言
    5.2 水轮机泄水锥流场试验测量
        5.2.1 不同型式泄水锥流动能量试验
        5.2.2 原型泄水锥尾水管流场试验分析
        5.2.3 打孔泄水锥尾水管流场试验分析
    5.3 水轮机尾水管压力脉动分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]混流式水轮机尾水管压力脉动试验分析[J]. 王林.  水电站机电技术. 2016(07)
[2]水泵水轮机在水轮机工况下压力脉动特性[J]. 钱忠东,陆杰,郭志伟,张建军.  排灌机械工程学报. 2016(08)
[3]大型混流式水轮机稳定性分析[J]. 罗育辉.  山东工业技术. 2016(10)
[4]乌江构皮滩水电机组水力稳定性试验研究[J]. 宫汝志,李德友,王洪杰,刘世勋,魏显著.  排灌机械工程学报. 2016(01)
[5]混流式水轮机尾水管螺旋涡带的近似解析模型及验证[J]. 赖喜德,陈小明,张翔,苟秋琴.  西华大学学报(自然科学版). 2015(05)
[6]泵作透平尾水管压力脉动特性分析与试验[J]. 代翠,孔繁余,董亮,冯子政,柏宇星.  中南大学学报(自然科学版). 2015(08)
[7]小开度工况下水轮机内部流场特性数值模拟研究[J]. 贾允,宫汝志,李凤臣.  大电机技术. 2015(03)
[8]混流式水轮机尾水管近壁湍流特性和流场结构研究[J]. 郭涛,张立翔.  农业机械学报. 2014(09)
[9]基于真机试验的尾水管压力脉动研究[J]. 乔亮亮,陈启卷.  中国农村水利水电. 2014(06)
[10]偏工况下混流式水轮机压力脉动数值仿真及其改善措施研究[J]. 冯建军,武桦,吴广宽,郭鹏程,罗兴锜.  水利学报. 2014(09)

硕士论文
[1]混流式水轮机尾水管内涡带特性的研究与控制[D]. 牛琳.浙江理工大学 2015
[2]中比转数混流式水轮机尾水管压力脉动特性研究[D]. 韩文福.哈尔滨工业大学 2014



本文编号：3704182