在中國社會(huì)日新月異的高速發(fā)展以及各行各業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高,電能對(duì)于每個(gè)人、用電企業(yè)乃至國家來說都是其不可或缺并舉足輕重的重要能源。近年來,國家對(duì)電能的生產(chǎn)開發(fā)已經(jīng)進(jìn)入白熱化階段,其中水力發(fā)電作為電能生產(chǎn)的一項(xiàng)重要來源,其發(fā)展勢(shì)頭及技術(shù)已逐步成熟。在我國,水力發(fā)電逐步從低水頭到高水頭發(fā)展,從低流量向高流量發(fā)展。其中水輪機(jī)承擔(dān)了主要能量轉(zhuǎn)化的作用,將水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)輪的機(jī)械能。在諸多不同條件的水力資源中,每種水輪機(jī)分別應(yīng)對(duì)不同的水頭、工況。而在各種不同的水輪機(jī)類型中,沖擊式水輪機(jī)適宜在高水頭的工況中運(yùn)作,并且安裝較為簡單,維修價(jià)格低廉,在低、高流量中都能有很好的表現(xiàn)。我國對(duì)于沖擊式水輪機(jī)的研究水平與國外相比,還處于經(jīng)驗(yàn)積累階段,加之沖擊式水輪機(jī)其內(nèi)部流動(dòng)屬于非定常的三維兩相流動(dòng),其復(fù)雜的流動(dòng)特性也對(duì)研究造成了很多困難。沖擊式水輪機(jī)的配水環(huán)管內(nèi)有經(jīng)典的圓管彎管流動(dòng),還有分叉管流動(dòng),兩種流動(dòng)所伴隨的二次流現(xiàn)象存在于配水環(huán)管及噴嘴內(nèi)部并持續(xù)干擾主流的前進(jìn),從而對(duì)下游自由射流的壓力、速度造成各種影響,是沖擊式水輪機(jī)給水機(jī)構(gòu)部分的主要能量損失點(diǎn)。所以研究沖擊式水輪機(jī)配水環(huán)管、噴嘴以及射流的流動(dòng)特... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

014-2018年全球水電累計(jì)裝機(jī)容量（來源：北極星電力網(wǎng)）

?度快，可在數(shù)分鐘內(nèi)就完成低負(fù)荷發(fā)電，具有易調(diào)節(jié)、易控能的特點(diǎn)。另外，水力發(fā)電在產(chǎn)能的同時(shí)，還能在汛期排洪泄水，輔助農(nóng)田灌溉，尤其可以將水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)和旅游業(yè)開展起來。如圖1-1所示，截止2018年，全球水力發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量已達(dá)到1292GW，世界水電項(xiàng)目的總體發(fā)電量在該年達(dá)到4200TWh，創(chuàng)造了歷史新紀(jì)錄，這是在可再生能源領(lǐng)域中水力發(fā)電的最大貢獻(xiàn)。在2019年上半年，全國范圍內(nèi)的水力發(fā)電量已達(dá)5138億千瓦時(shí)，較2018年同比增長11.8%。如圖1-2所示，全國水電裝機(jī)總量也已達(dá)到了3.54億千瓦，保持穩(wěn)步上升的態(tài)勢(shì)[2]。圖1-22013-2019年上半年全國水電累計(jì)裝機(jī)容量（來源：北極星電力網(wǎng)）我國西部是社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展較為緩慢的的地區(qū)，但蘊(yùn)藏著豐富的水力資源�，F(xiàn)如今西部水力發(fā)電實(shí)際產(chǎn)能只占總體理論上可開發(fā)量的20%左右[3,4]，由此可見西部水力發(fā)電的產(chǎn)能潛力十分巨大，富有開發(fā)價(jià)值。在我國的水輪機(jī)的發(fā)展長河中，貫流式、混流式、軸流式等水輪機(jī)都已逐步形成完備的理論支持與制造工藝，而沖擊式水輪機(jī)相對(duì)而言起步較晚。在早期，我國主要以低水頭高流量的產(chǎn)能條件為主，建設(shè)大型水壩，為發(fā)電機(jī)組提供適宜的運(yùn)行條件。但隨著技術(shù)革新，水力資源的開發(fā)速度也越來越快。目前，水力發(fā)電正逐步從低水頭向高水頭轉(zhuǎn)變，特別在我國西部地區(qū)具有多處低流量、高水頭的水力資源，而沖擊式水輪機(jī)在高水頭工況下具有良好的產(chǎn)能表現(xiàn)，并且對(duì)建筑場地要求較小且投資費(fèi)用較低。因此深入研究沖擊式水輪機(jī)是非常必要的。近些年來，中小水電站選取的沖擊式水輪機(jī)機(jī)組類型基本為多噴嘴沖擊式水輪機(jī)[5-8]。1.1.2研究意義沖擊式水輪機(jī)的產(chǎn)能過程主要是由水流經(jīng)過給水機(jī)構(gòu)，通過高水頭產(chǎn)生的壓力能，匯聚至噴嘴，將壓力能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，形成自由射流，以一定速度沖

沖擊式水輪機(jī)全流域數(shù)值分析及流動(dòng)特性研究8第2章多相流及數(shù)值模擬理論2.1多相流的基本理論2.1.1多相流的概念對(duì)多相流的理解，首先要從“相”的概念入手�！跋唷笔侵肝飸B(tài)之間或者物態(tài)自身所具有的相關(guān)性質(zhì)和力學(xué)參數(shù)。物質(zhì)的態(tài)，即是物質(zhì)的固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)等。其中每一種物態(tài)都是物質(zhì)本身的一種相。在流體力學(xué)中，要求流體的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)相似即可統(tǒng)稱為一相，而一種物態(tài)下允許是單相或是多相的。對(duì)于多相流而言，英譯為MultiphaseFlow，其中“多”代表著二或者大于二的含義，即當(dāng)相數(shù)為兩相或大于兩相的研究對(duì)象，就稱之為多相流。流體力學(xué)中多相流顯著的特點(diǎn)就是大部分多相流都為三維流動(dòng)，多出現(xiàn)在湍流流動(dòng)中，層流流動(dòng)中很少見。每一相都具有獨(dú)立的流動(dòng)變量，每一相的物理性質(zhì)是影響多相流整體流動(dòng)特性的重要因素。2.1.2兩相流的定義與分類兩相流作為多相流的一個(gè)分支，代表有且只有兩種相態(tài)的流動(dòng)系統(tǒng)。按物質(zhì)態(tài)的構(gòu)成進(jìn)行分類，可將兩相流分為液固兩相流、氣液兩相流、液液兩相流（如圖2-1左圖所示）、氣固兩相流等（如圖2-1右圖所示）。其中氣液兩相流具有連續(xù)、離散兩種表現(xiàn)形式，而固相一般以小顆�；蛐F(tuán)塊存在于兩相流中。圖2-1液液兩相流及氣固兩相流兩相流相較于單相流，其流動(dòng)形態(tài)不僅包括常見的層流及湍流，還可以根據(jù)各相在流動(dòng)系統(tǒng)中的所占的比例以及各相自身的流動(dòng)速度、分布特性等來細(xì)化流動(dòng)的分類。根據(jù)目前研究表明，兩相流對(duì)比單向流，其主要研究重點(diǎn)集中在整體

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3520450