作為抽水蓄能電站的核心部件,水泵水輪機的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要�？栈撬盟啓C運行過程中的常見問題,可能造成振動、噪音、性能下降和材料破壞等不良影響。由于葉輪低壓側(cè)與前緣壓力降疊加,水泵水輪機泵工況的空化問題極為嚴峻。傳統(tǒng)的臨界空化標準,可能忽視機組的初生空化現(xiàn)象。又由于機組流量范圍寬、能頭高,運行時尤其在非設(shè)計工況常出現(xiàn)空化。為了解決上述問題,本文結(jié)合數(shù)值模擬與試驗開展葉片翼型前緣幾何特征對初生空化影響的研究,建立可改善水泵水輪機初生空化性能、實現(xiàn)無空化運行的設(shè)計方法。首先以翼型繞流作為葉輪流動的簡化模型、以來流攻角表征運行工況,開展翼型前緣幾何對初生空化的影響研究。結(jié)果表明,由于來流沖擊與繞流分離,翼型在大攻角下出現(xiàn)前緣壓力陡降,即翼型前緣幾何對局部壓力分布有著直接影響。在控制前緣圓弧尺寸與厚度分布的前提下,采用遺傳算法進行搜索式優(yōu)化,得到前緣圓弧半徑較大、厚度變化較緩的優(yōu)化翼型,有效緩解大攻角下的前緣壓力陡降并推遲空化初生。分析發(fā)現(xiàn),來流攻角、前緣幾何、壓力梯度、壓力及初生空化之間有著顯著聯(lián)系。前緣圓弧較大且厚度變化較緩時,有利于擴寬翼型大攻角下的前緣順壓梯度區(qū)、降低局部壓力降幅... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)大學北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究進展
    1.3 本文研究內(nèi)容
第二章 理論基礎(chǔ)及研究方法
    2.1 計算流體動力學控制方程
    2.2 遺傳算法
    2.3 正交試驗方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 翼型前緣幾何對初生空化的影響研究
    3.1 研究對象與相關(guān)參數(shù)
    3.2 原始翼型初生空化特性分析
    3.3 前緣壓力降理論預測
    3.4 提高翼型初生空化性能的搜索式優(yōu)化
    3.5 優(yōu)化前后初生空化特性對比
    3.6 初生空化的試驗驗證
    3.7 前緣幾何影響翼型初生空化原理分析
    3.8 優(yōu)化前后升阻力系數(shù)對比
    3.9 本章小結(jié)
第四章 提高葉片翼型初生空化性能的設(shè)計方法
    4.1 設(shè)計思想
    4.2 擴散角積分設(shè)計法
    4.3 設(shè)計參數(shù)取值及其影響
    4.4 基于擴散角積分設(shè)計法的翼型重設(shè)計
    4.5 本章小結(jié)
第五章 水泵水輪機初生空化性能改善研究
    5.1 研究對象與相關(guān)參數(shù)
    5.2 無量綱數(shù)定義
    5.3 研究方法與相關(guān)設(shè)置
    5.4 原始葉輪的空化特性
    5.5 基于擴散角積分設(shè)計法的葉片改進設(shè)計
    5.6 葉片改進設(shè)計前后空化性能對比
    5.7 葉片改進設(shè)計前后水力性能對比
    5.8 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3184572