本文關(guān)鍵詞：基于全流道的混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪及尾水管流態(tài)研究

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【摘要】：在當(dāng)今水電發(fā)展過(guò)程中,水力機(jī)組的裝機(jī)容量在普遍增大,而水輪機(jī)作為水力發(fā)電的核心設(shè)備之一,內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)復(fù)雜且多變,如轉(zhuǎn)輪內(nèi)部的紊流在葉道內(nèi)引發(fā)的葉道渦；水流經(jīng)轉(zhuǎn)輪流向尾水管偏離法向位置而在尾水管內(nèi)形成的尾水渦帶等均是造成機(jī)組水力振動(dòng)的重要原因之一,因此,掌握水力機(jī)組內(nèi)部的流場(chǎng)特性對(duì)改善其性能有重要的價(jià)值。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)水輪機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的了解主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、模型實(shí)驗(yàn)、數(shù)值仿真計(jì)算等方法,其中現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和模型實(shí)驗(yàn)受限條件較多,而在數(shù)值仿真技術(shù)中,我們則可以利用計(jì)算機(jī)分析并顯示流場(chǎng)中的現(xiàn)象,從而能在較短的時(shí)間里達(dá)到預(yù)測(cè)流場(chǎng)的效果,從而節(jié)省人力、物力合時(shí)間。因此通過(guò)建立全流道模型對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行模擬,分析其轉(zhuǎn)輪和尾水管內(nèi)的流場(chǎng)特性；渦帶形成及演變的過(guò)程對(duì)提出如何消除及減少水力振動(dòng)有重要意義�？紤]到當(dāng)偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行時(shí),由空間非均匆性和動(dòng)靜部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的非定常流對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定性影響很大,本文通過(guò)建立全流道混流式水輪機(jī)模型,在CFX中選取其特性曲線中偏離設(shè)計(jì)的大小兩個(gè)流量工況點(diǎn)進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算,分析水輪機(jī)在該兩種工況下的內(nèi)部流場(chǎng)特性及渦帶演變的差異；同時(shí),對(duì)尾水管增加導(dǎo)流柵前后進(jìn)行這兩種不同工況下的非定常模擬,來(lái)研究安裝尾水管導(dǎo)流柵前后尾水管內(nèi)的壓力脈動(dòng)等流場(chǎng)特性及渦帶的區(qū)別。從而說(shuō)明其安裝尾水管導(dǎo)流柵是否具有一定的意義并說(shuō)明其合理性。數(shù)值計(jì)算表明：由于在該兩種流量工況下的水流進(jìn)入轉(zhuǎn)輪速度矢量的差異,從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪內(nèi)的流場(chǎng)及葉道渦分布存在很大差異；同樣水流經(jīng)轉(zhuǎn)輪進(jìn)入尾水管會(huì)產(chǎn)生不同的速度環(huán)量和不同的偏離法向方向亦會(huì)對(duì)尾水管內(nèi)的流動(dòng)特性及尾水渦帶造成不同的影響；另外,通過(guò)比較安裝尾水管導(dǎo)流柵前后尾水管內(nèi)的流場(chǎng)特性能在一定程度上說(shuō)明尾水管導(dǎo)流柵對(duì)轉(zhuǎn)輪出口水流的引導(dǎo)和減小尾水渦帶的偏心運(yùn)動(dòng)能起到積極地作用,如數(shù)值模擬中的渦帶分布情況圖和壓力脈動(dòng)圖顯示出來(lái)安裝尾水管導(dǎo)流柵前后的現(xiàn)象說(shuō)明導(dǎo)流柵對(duì)尾水渦帶的偏心運(yùn)動(dòng)有一定的影響,從而能起到降低壓力脈動(dòng)的作用,從而達(dá)到減小振動(dòng)的效果。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK730.1
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本文編號(hào)：1175874