【摘要】：水泵水輪機(jī)穩(wěn)定性問(wèn)題已經(jīng)成為需要重點(diǎn)關(guān)注的關(guān)鍵性問(wèn)題,特別是轉(zhuǎn)輪葉片空化和雙列葉柵內(nèi)的空化渦引起的機(jī)組振動(dòng)和噪聲,是影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一。尤其是高海拔和高寒地區(qū)的抽水蓄能電站,溫度和大氣壓力變化對(duì)機(jī)組的空化以及穩(wěn)定性產(chǎn)生重要的影響�；谝陨蠁�(wèn)題,本文旨在探究水泵工況轉(zhuǎn)輪內(nèi)空化流動(dòng)特性、雙列葉柵內(nèi)的空化渦流動(dòng)機(jī)理以及環(huán)境因素對(duì)機(jī)組空化性能的影響,為改善水泵水輪機(jī)的空化性能、解決高寒和高海拔地區(qū)抽水蓄能電站的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供理論依據(jù),對(duì)水泵水輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。結(jié)論如下:(1)水泵工況空化性能的數(shù)值及試驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)比數(shù)值模擬與空化試驗(yàn)的結(jié)果可知,二者具有較好的吻合度,且能夠較好的給出轉(zhuǎn)輪空化的發(fā)展過(guò)程。QQ_r時(shí),水泵工況轉(zhuǎn)輪內(nèi)空化首先發(fā)生在葉片進(jìn)口背面;Q㧐Q_r時(shí),水泵工況轉(zhuǎn)輪內(nèi)空化首先發(fā)生在葉片進(jìn)口正面。隨著空化系數(shù)的減小以及轉(zhuǎn)輪離心力的作用下,大流量工況轉(zhuǎn)輪內(nèi)的空化較嚴(yán)重,大量氣泡阻塞流道,影響葉片表面載荷的分布,使轉(zhuǎn)輪內(nèi)的水力損失增加。(2)對(duì)水泵工況雙列葉柵內(nèi)出現(xiàn)的空化渦現(xiàn)象進(jìn)行研究。結(jié)果表明:隨著空化系數(shù)的減小,雙列葉柵內(nèi)的失速渦強(qiáng)度逐漸增大,形成空化渦�？栈瘻u主要從靠近蝸殼鼻端處的導(dǎo)葉域內(nèi)產(chǎn)生,在水流逆向擴(kuò)散的作用下向相鄰導(dǎo)葉內(nèi)延伸�？栈瘻u使導(dǎo)水機(jī)構(gòu)產(chǎn)生低頻高幅值的力矩波動(dòng)。隨著空化系數(shù)的減小,無(wú)葉區(qū)內(nèi)的壓力脈動(dòng)幅值增大,而雙列葉柵和轉(zhuǎn)輪內(nèi)的壓力脈動(dòng)幅值減小。(3)考慮環(huán)境因素對(duì)高水頭水泵水輪機(jī)空化性能的影響進(jìn)行研究。水輪機(jī)工況下,相對(duì)大氣壓力變化,溫度變化對(duì)水輪機(jī)工況的空化性能影響較大。水泵工況下,溫度降低使轉(zhuǎn)輪內(nèi)水流的湍動(dòng)能增大;綜合考慮溫度變化和大氣壓力變化時(shí),溫度和大氣壓力降低使轉(zhuǎn)輪葉片載荷降低,轉(zhuǎn)輪空化性能下降,水泵工況的空化性能主要受大氣壓力的影響。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TV136

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本文編號(hào)：2704372