多噴嘴斜擊式水輪機轉輪水力模型的研究

發(fā)布時間：2020-07-21 19:08

【摘要】：國民經濟的發(fā)展離不開電力工業(yè)，水力發(fā)電在電力工業(yè)中起著特殊的作用，其中水輪機是水電站的心臟，主導著整個電站的經濟效益，隨著科技的發(fā)展，研究人員也不滿足于現(xiàn)狀，對水輪機的研發(fā)和設計更加苛刻，近幾十年我國在水輪機設計和水電站建設上取得了顯著的成就。隨著水力資源的大力開發(fā)，水電站的建設朝著超高水頭和超低水頭兩個方向發(fā)展，對于高水頭的水電站我們通常采用沖擊式水輪機，對于水力資源不充裕的地方采用沖擊式、混流式等機型均不能達到預期的要求，而傳統(tǒng)的斜擊式水輪機又多為單噴嘴，單噴嘴的斜擊式水輪機存在著一定的局限性，單機出力比較小，通過轉輪的流量小，要達到一定的出力時只能增加機組的臺數(shù)，這樣就加大了廠房占地面積，從而也提高了電站的建設成本。本文通過對高效多噴嘴斜擊式水輪機水力模型設計研究中會發(fā)現(xiàn)，隨著噴嘴數(shù)的增加，結構布置復雜，通過轉輪的流量增加，噴嘴所射的射流與轉輪內部的水流存在一定的干涉現(xiàn)象，在葉片的根部會產生大量的漩渦，同時在葉片的進口處也同樣會形成大量的漩渦，這樣對葉片有很大的損害，使得機組水力損失大，水力效率低。通過優(yōu)化改進，將原來的單噴嘴改為雙噴嘴結構，完成雙噴嘴斜擊式水輪機轉輪的水力及結構設計，采用UG軟件進行三維建模及Gambit軟件進行網格劃分，最終我們采用CFD技術對此類水輪機轉輪及內部流道進行了數(shù)值模擬，來分析和研究其內部流動規(guī)律，可以看出射流之間與轉輪內部水流的干涉情況是怎樣的，從而有針對性的對斗葉型線進行優(yōu)化，彌補了單噴嘴斜擊式水輪機出力受限的問題，噴嘴數(shù)目的增加有效的解決了射流與轉輪內部流動之間的流動干涉問題，最終確定了雙噴嘴斜擊式水輪機轉輪的可行性，此類水輪機有效的提高了轉輪的效率，使機組運行安全平穩(wěn)，同時本文還提出了該類型水輪機的安裝技術標準及運行維護的技術措施，對電站的實際生產起到了一定的指導作用。
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TK730
【圖文】：

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模型設計的理論分析水輪機又分為：①水斗式、②斜擊式、③雙擊式三種[5]，其中斜射出來的自由射流來沖擊轉輪做功的（自由射流的動能轉化為轉水輪機是依靠一些假設條件來建立基本原理模型的。如圖 2.1 所示沖擊式水輪機直徑1D 假設為無窮大。噴射出來的自由射流的射流直徑0d 為無窮小。是具有固定長度的理想柱面，其數(shù)量0Z 無窮多，而節(jié)距是無窮小式水輪機的水斗在規(guī)定圖面上作的是勻速直線運動，其速度為U 1V 與U 兩者形成射流，射流角為1 ；1W 與U 的夾角為相對進水角水流是理想水流上假設，我們可以把斜擊式水輪機的基本原理模型看作為平面問

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