發(fā)布時(shí)間：2023-06-15 19:38

　　為了滿足電網(wǎng)日益增長(zhǎng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)需求,抽水蓄能電站需要進(jìn)行頻繁的工況轉(zhuǎn)換。水泵水輪機(jī)作為抽水蓄能電站的核心裝備之一,其穩(wěn)態(tài)工況流動(dòng)現(xiàn)象已得到廣泛的研究,而其暫態(tài)過(guò)程中的復(fù)雜流動(dòng)及空化特性還未得到深入探討。因此,開(kāi)展水泵水輪機(jī)暫態(tài)過(guò)程非定常流動(dòng)特性及空化影響研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究建立了管路一維水聲模型與機(jī)組三維計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的耦合計(jì)算方法,基于轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)量方程計(jì)算暫態(tài)過(guò)程中轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速,采用嵌套網(wǎng)格技術(shù)模擬暫態(tài)過(guò)程中導(dǎo)葉開(kāi)度的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,基于Schnerr&Sauer空化模型計(jì)算暫態(tài)過(guò)程中機(jī)組內(nèi)部水、汽間的質(zhì)量交換,從三維流場(chǎng)中提取尾水管內(nèi)空化渦帶體積變化引起的質(zhì)量激勵(lì)源,同時(shí)考慮空化對(duì)波速的影響,對(duì)暫態(tài)過(guò)程中空化狀態(tài)下的一維尾水管模型進(jìn)行了改進(jìn)。通過(guò)數(shù)值模擬結(jié)果與暫態(tài)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證了計(jì)算模型的適用性與準(zhǔn)確性�；隈詈纤惴▽�(duì)水泵水輪機(jī)開(kāi)機(jī)和停機(jī)過(guò)程分別進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了暫態(tài)過(guò)程中機(jī)組的外特性、轉(zhuǎn)輪力特性、壓力脈動(dòng)特性以及內(nèi)部瞬態(tài)流動(dòng)演化過(guò)程,通過(guò)瞬態(tài)流動(dòng)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的分析建立其與瞬態(tài)性能的關(guān)聯(lián)性,并探討機(jī)組歷經(jīng)“S”特性區(qū)的復(fù)雜流動(dòng)現(xiàn)象及機(jī)理,發(fā)現(xiàn)無(wú)葉區(qū)高速水環(huán)...

【文章頁(yè)數(shù)】：120 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 暫態(tài)過(guò)程數(shù)值模擬方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 暫態(tài)過(guò)程流動(dòng)特性研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作
第2章 水泵水輪機(jī)的暫態(tài)過(guò)程數(shù)值模擬方法
    2.1 水泵水輪機(jī)三維數(shù)值模擬方法
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 湍流模型
        2.1.3 空化模型
        2.1.4 嵌套網(wǎng)格技術(shù)
        2.1.5 暫態(tài)過(guò)程模擬方法
    2.2 管路系統(tǒng)一維水聲模型
        2.2.1 有壓管道非恒定流數(shù)學(xué)模型和等效電路假設(shè)
        2.2.2 邊界條件
        2.2.3 驗(yàn)證算例
    2.3 耦合計(jì)算方法
        2.3.1 耦合交界面
        2.3.2 耦合交界面數(shù)據(jù)傳遞機(jī)制
        2.3.3 考慮空化影響的耦合計(jì)算方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 水泵水輪機(jī)發(fā)電工況開(kāi)停機(jī)過(guò)程數(shù)值模擬與流場(chǎng)分析
    3.1 計(jì)算模型
        3.1.1 模型參數(shù)
        3.1.2 網(wǎng)格劃分
    3.2 水泵水輪機(jī)開(kāi)機(jī)過(guò)程數(shù)值模擬與流場(chǎng)分析
        3.2.1 邊界條件
        3.2.2 外特性與轉(zhuǎn)輪力特性分析
        3.2.3 壓力脈動(dòng)瞬時(shí)特性分析
        3.2.4 開(kāi)機(jī)過(guò)程水泵水輪機(jī)瞬時(shí)流場(chǎng)分析
    3.3 水泵水輪機(jī)停機(jī)過(guò)程數(shù)值模擬與流場(chǎng)分析
        3.3.1 邊界條件
        3.3.2 外特性及轉(zhuǎn)輪力特性分析
        3.3.3 壓力脈動(dòng)瞬時(shí)特性分析
        3.3.4 停機(jī)過(guò)程水泵水輪機(jī)瞬時(shí)流場(chǎng)分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 水泵水輪機(jī)甩負(fù)荷過(guò)程空化數(shù)值模擬與流場(chǎng)分析
    4.1 計(jì)算模型與網(wǎng)格劃分
    4.2 網(wǎng)格劃分與邊界條件
    4.3 甩負(fù)荷過(guò)程數(shù)值模擬與流場(chǎng)分析
        4.3.1 外特性與轉(zhuǎn)輪力特性分析
        4.3.2 壓力脈動(dòng)瞬時(shí)特性分析
        4.3.3 甩負(fù)荷過(guò)程水泵水輪機(jī)瞬時(shí)流場(chǎng)分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 考慮尾水管空化影響的暫態(tài)過(guò)程耦合數(shù)值模擬
    5.1 質(zhì)量激勵(lì)源和等效波速的計(jì)算
    5.2 質(zhì)量激勵(lì)源對(duì)外特性的影響
    5.3 質(zhì)量激勵(lì)源對(duì)壓力脈動(dòng)特性的影響
    5.4 質(zhì)量激勵(lì)源對(duì)機(jī)組空化的影響
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3833538