當水輪機在多泥沙河流中運行時,水輪機過流部件會遭很嚴重的危害,如效率下降、過流部件損壞,維修成本增加,甚至造成安全問題。2008年汶川大地震后,漁子溪電站上游河域經(jīng)常發(fā)生泥石流,導(dǎo)致河流的泥沙含量大,而泥沙的主要礦物成分是石英、長石和角閃石,這無疑加重對電站水輪機過流部件造成很嚴重的泥沙磨損破壞。本文通過數(shù)值模擬和試驗相結(jié)合對漁子溪電站水輪機轉(zhuǎn)輪在不同工況和不同濃度下的泥沙磨損進行研究,實現(xiàn)在典型運行工況不同泥沙含量下水輪機轉(zhuǎn)輪磨損程度(磨損率)的預(yù)測,指導(dǎo)電站預(yù)警和主動合理規(guī)避容易導(dǎo)致水輪機嚴重磨損的敏感運行情況,以達到提高水輪機運行特性,保證機組穩(wěn)定和較長時間抗泥沙磨損運行發(fā)電。本文研究工作和成果如下:1.借助三維掃描儀,對漁子溪電站水輪機轉(zhuǎn)輪實物進行掃描,獲得葉片復(fù)雜曲面的表面型值點坐標數(shù)據(jù),利用逆向工程手段進行水輪機轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)值反求,通過建模軟件構(gòu)造水輪機轉(zhuǎn)輪的幾何模型,再對轉(zhuǎn)輪模型進行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分,將蝸殼、導(dǎo)葉和尾水管的CAD圖紙導(dǎo)入UG軟件建立過流部件的水體模型,然后執(zhí)行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分。2.根據(jù)漁子溪電站運行河流中的泥沙特性,采用固液兩相流動數(shù)值模擬方法,以設(shè)計流量工況為...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究的背景、目的和意義
        1.2.1 課題研究的背景
        1.2.2 課題研究的目的及意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 水輪機內(nèi)部流動研究
        1.3.2 磨損機理及固液兩相流研究
        1.3.3 水輪機磨損試驗
    1.4 主要研究內(nèi)容
2 數(shù)值計算幾何模型建立及網(wǎng)格劃分
    2.1 蝸殼
    2.2 固定導(dǎo)葉
    2.3 活動導(dǎo)葉
    2.4 轉(zhuǎn)輪
    2.5 尾水管
    2.6 水輪機全流道模型的裝配
    2.7 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗
3 數(shù)值計算基本理論
    3.1 固液兩相流動基本方程
    3.2 湍流模型
    3.3 邊界條件
        3.3.1 進口邊界條件
        3.3.2 出口邊界條件
        3.3.3 壁面條件
    3.4 泥沙參數(shù)
4 數(shù)值模擬結(jié)果分析
    4.1 清水計算結(jié)果及分析
    4.2 沙水計算結(jié)果及分析
        4.2.1 泥沙濃度為3.0kg/m3計算結(jié)果及分析
        4.2.2 泥沙濃度為7.0kg/m3計算結(jié)果及分析
    4.3 設(shè)計工況點無空化分析
        4.3.1 設(shè)計工況點的吸出高度核算
        4.3.2 設(shè)計工況點的轉(zhuǎn)輪內(nèi)部流場
    4.4 小結(jié)
5 水輪機轉(zhuǎn)輪葉片泥沙繞流磨損試驗
    5.1 試驗原理
    5.2 試驗?zāi)Ｐ驮O(shè)計與制作
    5.3 磨損試驗
        5.3.1 試驗臺搭建
        5.3.2 沙樣選擇
        5.3.3 數(shù)據(jù)處理方法
        5.3.4 泥沙濃度為3.0kg/m3試驗結(jié)果
        5.3.5 泥沙濃度為7.0kg/m3試驗結(jié)果
        5.3.6 提取試件刻度位置處繞流速度
    5.4 試驗結(jié)果分析
        5.4.1 率定磨損率公式
        5.4.2 磨損預(yù)估分析
    5.5 磨損試驗小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果
致謝



本文編號：3872873