發(fā)布時(shí)間：2021-05-10 06:35

　　本文針對(duì)部分老舊水電站出現(xiàn)的出力不足的現(xiàn)象,以某四葉片燈泡貫流式模型水輪機(jī)為研究對(duì)象,利用全流道定常數(shù)值模擬來分析輪轂比的改變對(duì)燈泡貫流式水輪機(jī)能量性能的影響,并通過非定常計(jì)算來得到流道內(nèi)穩(wěn)定性的改變情況,從而驗(yàn)證了輪轂比的改變能達(dá)到燈泡貫流式水輪機(jī)的增容改造效果,這一研究具有實(shí)際工程意義。本文的主要結(jié)論為以下幾個(gè)方面:首先,對(duì)5種輪轂比方案的水輪機(jī)進(jìn)行了全流道定常數(shù)值模擬,分析了203種工況下水輪機(jī)的能量性能變化情況,研究結(jié)果表明:隨著輪轂比的減小,水輪機(jī)流量增大,從而過流能力增強(qiáng),而水輪機(jī)效率逐漸降低。輪轂比減小至0.33時(shí)出力最大,再減小輪轂比會(huì)導(dǎo)致水輪機(jī)出力的下降。同一工況下,輪轂比越小,活動(dòng)導(dǎo)葉受力面靠近尾部區(qū)域的水流流態(tài)得到改善。而輪轂比在一定范圍內(nèi)減小時(shí),能夠改善葉片受力面的壓力分布梯度并減輕吸力面低壓空化面積,提升了槳葉能量轉(zhuǎn)換的效率。此外,當(dāng)輪轂比極小時(shí),尾水管中會(huì)出現(xiàn)明顯的回流,特別是在小流0.330量工況下,會(huì)伴隨著渦帶的產(chǎn)生。接著,初步分析得出-輪轂比的減小會(huì)減輕因卡門渦引起的繞流部件產(chǎn)生共振的可能性,為延長(zhǎng)過流部件的疲勞壽命提供了有利條件。其次,對(duì)輪轂比0.3... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 水輪機(jī)增容改造研究的現(xiàn)狀
        1.2.2 CFD技術(shù)在水輪機(jī)增容改造中的應(yīng)用
    1.3 水輪機(jī)增容改造的必要性
    1.4 水輪機(jī)增容改造的可行性
    1.5 本課題主要研究?jī)?nèi)容
2 數(shù)值計(jì)算方法及網(wǎng)格劃分技術(shù)
    2.1 數(shù)值求解方法
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 湍流數(shù)值模擬方法
    2.2 網(wǎng)格劃分技術(shù)
        2.2.1 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
        2.2.2 非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
        2.2.3 混合網(wǎng)格
        2.2.4 網(wǎng)格質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
    2.3 本章小結(jié)
3 水輪機(jī)過流部件的幾何模型的建立及網(wǎng)格劃分
    3.1 水輪機(jī)過流部件幾何模型的建立
        3.1.2 活動(dòng)導(dǎo)葉的幾何建模
        3.1.3 葉片的幾何建模
        3.1.4 尾水管的幾何建模
    3.2 網(wǎng)格劃分
        3.2.1 計(jì)算域網(wǎng)格劃分
        3.2.2 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
    3.3 本章小結(jié)
4 輪轂比對(duì)燈泡貫流式水輪機(jī)能量性能的影響
    4.1 燈泡貫流式水輪機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
    4.2 燈泡貫流式水輪機(jī)的的工作特性
    4.3 轉(zhuǎn)輪輪轂比改型方案
    4.4 計(jì)算工況的選取
    4.5 定常數(shù)值計(jì)算
        4.5.1 數(shù)值計(jì)算邊界條件設(shè)置
        4.5.2 計(jì)算結(jié)果分析
    4.6 輪轂比改變對(duì)機(jī)組運(yùn)行中卡門渦的影響
    4.7 本章小結(jié)
5 輪轂比對(duì)燈泡貫流式水輪機(jī)穩(wěn)定性的影響
    5.1 非定常數(shù)值計(jì)算邊界條件設(shè)置
    5.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置
    5.3 計(jì)算結(jié)果分析
        5.3.1 轉(zhuǎn)輪壓力脈動(dòng)分析
        5.3.2 尾水管壓力脈動(dòng)分析
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]水輪機(jī)內(nèi)部非定常湍流的數(shù)值模擬研究[D]. 黃劍峰.昆明理工大學(xué) 2013
[4]混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片疲勞裂紋控制研究[D]. 張麗霞.清華大學(xué) 2010
[5]軸流泵水力模型設(shè)計(jì)方法與數(shù)值模擬研究[D]. 楊敬江.江蘇大學(xué) 2008

碩士論文
[1]水泵水輪機(jī)空化特性及過渡過程數(shù)值模擬研究[D]. 尤建鋒.武漢大學(xué) 2017
[2]混流式水輪機(jī)尾水管渦帶和壓力脈動(dòng)數(shù)值計(jì)算分析[D]. 曾章美.西華大學(xué) 2016
[3]張河灣抽水蓄能機(jī)組轉(zhuǎn)輪疲勞壽命的研究[D]. 黃嘉.華北電力大學(xué) 2015
[4]含沙水中混流式水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值模擬及分析[D]. 葉培.西華大學(xué) 2015
[5]農(nóng)村小水電技術(shù)改造研究[D]. 紀(jì)計(jì)坡.浙江大學(xué) 2012
[6]貫流式水輪機(jī)過流部件強(qiáng)度及葉片的疲勞壽命分析[D]. 宋立杰.東北大學(xué) 2012
[7]基于CFD的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪改型設(shè)計(jì)[D]. 羅宏博.蘭州理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3178876