本文關鍵詞：含沙水中導流隔板對水輪機尾水管流動特性的影響

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【摘要】：水輪機是水力發(fā)電系統(tǒng)最為核心的部件之一,對系統(tǒng)運行的整體效益起著關鍵性作用,近年來人們對水輪機的理論研究和試驗研究伴隨著水電事業(yè)的開展逐漸走向成熟。與此同時,國內(nèi)外仍有許多水電站在運行期間因為一些目前尚不能解決和亟待解決的技術問題、特殊現(xiàn)象而導致機組出現(xiàn)異常狀況,進而使得水輪機過流部件產(chǎn)生破壞,尤其是尾水管水力振動對水輪機的穩(wěn)定運行起著不可忽視的作用。因此研究水輪機尾水管內(nèi)部流動狀況,尤其是在沙水河流中運行的水輪機其情況顯得尤為重要。本文將某水電站的混流式水輪機作為研究對象,借助CFD軟件對原型水輪機全流道進行固液兩相流動的數(shù)值模擬,分析在不同工況下不同位置加設導流隔板后尾水管的內(nèi)部流場情況,包括速度矢量分布、壓力分布、泥沙濃度分布等計算結果。并探討其水力性能,為尾水管在含沙水流中的振動研究優(yōu)化設計提供參考。本課題完成的具體工作方案如下:1.依據(jù)該混流式水輪機的二維設計圖紙,利用UG軟件在計算機里建立水輪機全流道的3D模型,模型構件包含:蝸殼、座環(huán)、轉輪、尾水管,再把建立好的水輪機3D模型依次導入ANSYS自帶的網(wǎng)格劃分模塊ICEM,設定合適的網(wǎng)格參數(shù)劃分網(wǎng)格,并檢驗網(wǎng)格的質(zhì)量。2.將各過流部件的網(wǎng)格文件分別導入ANSYS的前處理軟件CFX中,根據(jù)流體動力學的相應原理對各計算域進行設置,包括初始邊界條件、交界面、進出口邊界條件、壁面等的設置。3.設定求解控制條件,對不同工況下的計算模型進行內(nèi)部流動的數(shù)值模擬。4.根據(jù)計算結果,對比分析不同工況下,未設置導流隔板和設置導流隔板情況下尾水管的內(nèi)部流動狀況,發(fā)現(xiàn)導流隔板在一定程度上有改善尾水管內(nèi)部水流流態(tài)和絞碎渦帶減輕水力振動的作用。
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV734.1

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本文編號：1271714