本文關(guān)鍵詞：水泵水輪機(jī)“S”區(qū)的瞬態(tài)特性研究

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【摘要】：抽水蓄能電站以水泵水輪機(jī)為中心,但由于其運轉(zhuǎn)工況非常的復(fù)雜,可能會導(dǎo)致不同工況之間在轉(zhuǎn)化過渡時很不穩(wěn)定,在某些水泵水輪機(jī)機(jī)組運行的特性曲線第一象限里中存在顯著的“S”形區(qū),機(jī)組在部分工況引發(fā)水力不穩(wěn)定、效率低等工程難題,甚至出現(xiàn)并網(wǎng)困難,因此對“S”區(qū)內(nèi)部流動的規(guī)律和特性進(jìn)行分析研究,具有重要意義。本文采用CFD技術(shù)對水泵水輪機(jī)進(jìn)行全流道流場的數(shù)值模擬。首先本文采用SST湍流模型和SIMPLEC算法對定開度“S”區(qū)內(nèi)最優(yōu)工況、水輪機(jī)工況、飛逸工況、制動工況等多個計算點進(jìn)行瞬態(tài)數(shù)值模擬,分析流場的變化規(guī)律及壓力信號;然后基于動網(wǎng)格技術(shù),完成制動工況區(qū)內(nèi)導(dǎo)葉從小開度到大開度啟動過程的瞬態(tài)數(shù)值模擬;其次改變蝸殼入口流量進(jìn)行瞬態(tài)數(shù)值模擬,分析流量連續(xù)變化過程對“S”區(qū)內(nèi)流動旋渦發(fā)展及流場特性的影響;最后進(jìn)行不加空化模型和加空化模型的“S”區(qū)內(nèi)水輪機(jī)工況點瞬態(tài)數(shù)值模擬。比較單相和兩相空化湍流計算中水泵水輪機(jī)外特性和內(nèi)部流場的差異。研究表明:(1)導(dǎo)葉開度17mm時從最優(yōu)工況計算至制動工況,轉(zhuǎn)輪進(jìn)口脫流渦和回流渦尺度越來越大,且向出口延伸,在葉片尾部形成二次流。同時在流道內(nèi)的壓力面開始產(chǎn)生回流,且發(fā)生回流的流道數(shù)增多,強(qiáng)度逐漸增強(qiáng);(2)隨著導(dǎo)葉開度從9mm逐漸增大到37mm,無葉區(qū)空間變小,無葉區(qū)內(nèi)的大尺度旋渦向活動導(dǎo)葉局部通道內(nèi)發(fā)展;(3)導(dǎo)葉開度37mm尾水管內(nèi)由泄水錐誘導(dǎo)出的渦帶在入口大流量情況下,呈現(xiàn)泡型,當(dāng)流量繼續(xù)降低,產(chǎn)生雙渦帶和三渦帶;(4)導(dǎo)葉開度37mm空化計算結(jié)果中只有轉(zhuǎn)輪區(qū)發(fā)生空化,主要集中在工作面前緣靠近轉(zhuǎn)輪進(jìn)口位置,產(chǎn)生原因是葉片工作面頭部發(fā)生脫流和回流,脫流和回流現(xiàn)象越嚴(yán)重,空化區(qū)范圍越大。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV743;TV734.1

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1306303