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混流式水輪機特性曲線的近似模擬

發(fā)布時間:2020-11-19 12:56
   水輪機特性曲線在進行水輪機優(yōu)化設計、經(jīng)濟運行和瞬變過程仿真計算等方面有著重要的作用,為了能夠方便地近似模擬混流式水輪機全范圍的各種特性曲線,以混流式水輪機的特點和綜合特性曲線數(shù)據(jù),利用水輪機的基本原理,統(tǒng)計轉(zhuǎn)輪基本參數(shù)在綜合特性曲線上的變化規(guī)律以及幾何參數(shù)與開度的關系,根據(jù)水輪機效率和流量的影響關系和已有的試驗結果,構造出水輪機效率和流量的近似數(shù)學解析式。由于不同比轉(zhuǎn)速的混流式水輪機其特性差異比較大,需要進行分類研究。本文以高、中、低比轉(zhuǎn)速混流式實際機組為例,分別構造出其效率和流量的近似數(shù)學解析式,通過MATLAB編程軟件近似模擬水輪機的各種特性曲線,并將模擬出來的運轉(zhuǎn)綜合特性曲線與傳統(tǒng)方法得到的水輪機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線進行了比較,驗證所構造水輪機特性曲線數(shù)學模型的有效性和準確性。利用Python為開發(fā)工具編寫軟件,對模擬的各種特性曲線進行統(tǒng)一的管理。結果顯示這種構造數(shù)學解析式的方法能近似模擬水輪機部分范圍的各種特性曲線,有別于傳統(tǒng)方法中繁重的工作量,僅需要水輪機的基本特征參數(shù),利用構造的數(shù)學解析式,可簡單方便的得到混流式水輪機部分范圍的各種特性曲線。
【學位單位】:昆明理工大學
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2018
【中圖分類】:TK733.1
【部分圖文】:

特性曲線,水輪機模型,特性曲線,水頭


第三章 水輪機特性圖,會出現(xiàn)與等效率曲線相交的許多數(shù)據(jù)點,讀取出這些交11以及 ηM然后作出這些水頭下的η = f (P)曲線,如圖 3.8(a)所曲線 η = f (P) 上以數(shù)個效率為基準沿橫坐標方向畫出水線相交,讀取出這些交點所對應的水頭 H、出力 P 值。將各交點到P-H坐標系中并依次連接各點即可得到各個效率的等效)所示。輪機的出力限制線通常是將模型特性曲線中 5%出力限制線的,為了方便快捷的計算出機組的出力限制線,僅僅需要選設計水頭 Hr兩個水頭,然后運算出這兩個水頭對應的的最大過點(Hmin,Pmin)和點(Hr,Pr)連接直線。

曲線圖,插值,水輪機運轉(zhuǎn),試驗數(shù)據(jù)


(b) P-H 曲線圖 3.8 HL100-LJ-210 等效率線的繪制機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線數(shù)字化便同模擬得到的水輪機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線進行對比分析,轉(zhuǎn)綜合特性曲線實現(xiàn)數(shù)字化,因此利用 MATLAB 突出的力,通過數(shù)值擬合達到這一目的。數(shù)據(jù)擬合大部分采取的9-42]、BP 神經(jīng)網(wǎng)絡法[43-45]、基于 B 樣條函數(shù)的曲面擬合(試驗數(shù)據(jù),對試驗數(shù)據(jù)范圍以外的未知區(qū)域預測性較差)體使用線性 1inear 插值、最臨近 nearest 插值[49,50]、 三次 cubic 插值等方法。經(jīng)過多次試驗模擬,本文采用 pchip 插 插值[51-53],部分程序如圖 3.9 所示。

曲線圖,程序段,插值,水輪機運轉(zhuǎn)


(b) P-H 曲線圖 3.8 HL100-LJ-210 等效率線的繪制3.1.5.2 水輪機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線數(shù)字化為了方便同模擬得到的水輪機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線進行對比分析,需的紙質(zhì)化運轉(zhuǎn)綜合特性曲線實現(xiàn)數(shù)字化,因此利用 MATLAB 突出的圖數(shù)值處理能力,通過數(shù)值擬合達到這一目的。數(shù)據(jù)擬合大部分采取的是小二乘法[39-42]、BP 神經(jīng)網(wǎng)絡法[43-45]、基于 B 樣條函數(shù)的曲面擬合(此依賴存在的試驗數(shù)據(jù),對試驗數(shù)據(jù)范圍以外的未知區(qū)域預測性較差)等值過程可具體使用線性 1inear 插值、最臨近 nearest 插值[49,50]、 三次樣插值、立方 cubic 插值等方法。經(jīng)過多次試驗模擬,本文采用 pchip 插值次 hermite 插值[51-53],部分程序如圖 3.9 所示。
【參考文獻】

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本文編號:2890038

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