發(fā)布時(shí)間：2021-11-15 10:34

　　高轉(zhuǎn)速、大容量混流式水輪機(jī)在負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生的空化渦帶、水錘現(xiàn)象是影響水輪機(jī)穩(wěn)定性的重要因素。探尋渦帶的能量特性、空化特性、脈動(dòng)特性和水輪機(jī)的飛逸特性,有助于我們更好的控制水輪機(jī)的振動(dòng),減少空化,提高整機(jī)運(yùn)行效率和可靠性。因此,本文通過(guò)基于滑移網(wǎng)格的兩相流數(shù)值分析、基于靜態(tài)效率因子的內(nèi)特性數(shù)值法、并結(jié)合模型機(jī)的真機(jī)試驗(yàn)對(duì)渦帶的形成機(jī)理與影響因素展開(kāi)了全面分析。本文的主要研究工作如下:（1）本章分別對(duì)模型機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬和真機(jī)試驗(yàn),選取不同開(kāi)度和轉(zhuǎn)速來(lái)分析、測(cè)量獲取水輪機(jī)運(yùn)行效率,各采集了 263個(gè)樣本點(diǎn),進(jìn)而繪制整個(gè)水輪機(jī)的能量特性曲線。并對(duì)兩個(gè)性能曲線上分布的其他點(diǎn)進(jìn)行抽樣對(duì)比,通過(guò)改進(jìn)網(wǎng)格質(zhì)量和算法來(lái)減小誤差率,以求尋找一個(gè)可靠的數(shù)值分析方法,讓數(shù)值計(jì)算的結(jié)果更具參考性,進(jìn)而部分替代試驗(yàn)。通過(guò)數(shù)值模擬建立的性能曲線,均方誤差范圍在4.13%以?xún)?nèi)。（2）采用兩相流的模擬方法和Zwart-Gerber-Belamri空化模型對(duì)水輪機(jī)全流道空化進(jìn)行了分析,并通過(guò)設(shè)立壓力脈動(dòng)監(jiān)控點(diǎn),分析和測(cè)量了水輪機(jī)各空化系數(shù)下的振動(dòng)特性、渦帶形狀、振動(dòng)幅值和頻率特征。并采用非定常模擬,對(duì)渦帶的演變發(fā)展過(guò)... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：118 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１?ＭＲＦ方法中的兩坐標(biāo)系關(guān)系??

置體積分?jǐn)?shù)，＆為空泡半徑。??２．６網(wǎng)格劃分??采用ＣＦＤ模擬所研究的混流式流場(chǎng)域結(jié)構(gòu)如圖２－２所示，研究的計(jì)算區(qū)域是從水輪機(jī)進(jìn)??口到尾水管出口的全流道，本文采用同步建模法反向選取水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)口面、尾水管出口面??以及所有壁面合成的空間區(qū)域，進(jìn)行縫合創(chuàng)建實(shí)體，形成蝸輪、固定導(dǎo)葉、活動(dòng)導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪??和尾水管五部分為一體的研究區(qū)域。??＾ＵＵｒＪ?１１Ｊ１??圖２－２數(shù)值模擬混流式水輪機(jī)幾何模型??計(jì)算所用的水輪機(jī)其結(jié)構(gòu)、工作參數(shù)如下表２．１所示。??１９??

置體積分?jǐn)?shù)，＆為空泡半徑。??２．６網(wǎng)格劃分??采用ＣＦＤ模擬所研究的混流式流場(chǎng)域結(jié)構(gòu)如圖２－２所示，研究的計(jì)算區(qū)域是從水輪機(jī)進(jìn)??口到尾水管出口的全流道，本文采用同步建模法反向選取水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)口面、尾水管出口面??以及所有壁面合成的空間區(qū)域，進(jìn)行縫合創(chuàng)建實(shí)體，形成蝸輪、固定導(dǎo)葉、活動(dòng)導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪??和尾水管五部分為一體的研究區(qū)域。??＾ＵＵｒＪ?１１Ｊ１??圖２－２數(shù)值模擬混流式水輪機(jī)幾何模型??計(jì)算所用的水輪機(jī)其結(jié)構(gòu)、工作參數(shù)如下表２．１所示。??１９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]基于CFD的長(zhǎng)短葉片水輪機(jī)壓力脈動(dòng)研究[J]. 張思青,胡秀成,張立翔,余鳳榮,李長(zhǎng)臻.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2012(02)

博士論文
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[3]基于聲學(xué)的水輪機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D]. 吳道虎.華中科技大學(xué) 2006
[4]螺旋集中渦誘導(dǎo)流場(chǎng)的解析解及其應(yīng)用研究[D]. 劉翔.華中科技大學(xué) 2006

碩士論文
[1]水電站過(guò)渡過(guò)程計(jì)算中的若干問(wèn)題研究[D]. 黃賢榮.河海大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3496608