小流量下尾水管锥管内流的PIV测试试验研究

采用PIV激光内流测试设备对一个改进的HL220转轮模型试验所使用的尾水管锥管流场进行了测试,并对所测试各截面上的流场分布进行了详细的分析,研究了小流量工况下锥管径向面和子午面上的流场分布规律.结果表明:在小流量工况下,尾水管锥管内的瞬态流场呈现出明显的非定常特征,锥管中心处存在明显的回流,管壁处存在涡流;不仅小流量工况下的流场与最优工况下流场存在明显区别,小流量工况下瞬态流场与时均化流场的分布规律之间也存在一定的差异.PIV测试中采集收集的实验数据,有助于混流式水轮机小流量下尾水管非稳定性分析的内在机理研究,为CFD分析提供对比依据.

泄水锥加长与主轴中心孔补水对水轮机尾水管流态的影响

为了探究泄水锥加长与主轴中心孔补水对水轮机尾水管流态的影响,采用SST湍流模型对某混流式模型水轮机进行了全流道三维非定常模拟.对额定工况下原泄水锥、泄水锥加长这2种方案,以及对部分负荷工况下原泄水锥、泄水锥加长、泄水锥加长后补水这3种方案进行了计算.分析了不同方案下尾水管水流流线、尾水管各断面压力、尾水管涡带及流体的涡流黏度值的变化情况.结果表明:在额定工况下,泄水锥加长后对尾水管水流有稳流效果且水轮机效率略有提高;在部分负荷工况下,泄水锥加长后尾水管中心产生的涡带有变小的趋势,但涡带的偏心距稍有增加,而向尾水管补入2%额定流量的水流后,尾水管流态明显改善,直锥段水流的涡流黏度值降低,尾水管涡带的偏心距和涡带形态都有所减小,由偏心涡带引起的低频压力脉动幅值也有明显降低.

宝珠寺水电站3号机组尾水锥管里衬修补处理

通过对宝珠寺水电站3号机组尾水锥管里衬破损成因的分析,提出了合理的解决方案和处理原则;采用喜利得植筋等新技术和新工艺,对尾水锥管里衬进行了成功修补。

察汗乌苏电站水轮机尾水管的安装

在水轮机的安装过程中,设备安装和混凝土浇筑工作交替进行,互相影响。察汗乌苏电站水轮机的尾水管尾水肘管和尾水锥管,其施工工程也是分步进行的。调整尾水管断面的水平偏差、位置偏差、高程偏差的方法来实现安装,这也是尾水管安装的关键技术。

改性环氧砂浆在水电站尾水锥管修补中的应用

结合宝珠寺水电站11号机尾水锥管混凝土修补工程,在分析11号机尾水锥管钢板里衬和外侧混凝土冲刷破损原因的基础上,重点论述了JME改性环氧砂浆的性能、修补施工工艺及施工注意事项等。

抽水蓄能机组甩负荷试验时尾水锥管压力

抽水蓄能机组水力调节过渡过程计算控制核心要求之一是尾水锥管压力不超过设计值。设计值是根据水力过渡过程理论的一维数值模拟“计算值”加上一定“压力脉动修正”量和“计算误差”后计算获得。长期以来,尾水锥管压力计算值与尾水锥管压力测量值之间仍存在一定偏差,导致采用实测数据对计算结果进行评判时不能得到合理的解释与评价。为解决调节保证计算与试验验证之间的分歧,该研究对调节保证计算时尾水锥管压力最小值含义进行了阐释,梳理了调节保证计算与试验中涉及尾水锥管压力的相关国内标准。在此基础上,以洪屏抽水蓄能电站调试阶段四台机组甩额定负荷时的实测尾水锥管压力为研究对象,首先分析了压力测点的测量条件,采用短时傅里叶变换进行频率特性分析,验证了测试数据的有效性;其次采用Savitzky-Golay滤波器分离出了表征一维数值模拟断面平均压力计算值的压力趋势与表征流动复杂性的压力脉动,针对压力脉动项研究了峰峰值与时长的关系并获得了压力脉动项最大峰峰值,验证了趋势项与一维数值模拟之间的一致性;随后采用压力脉动项最大峰峰值对数值模拟和实测压力趋势项极值进行修正;最后总结形成了尾水锥管压力调节保证设计值的修正流程。案例研究表明:采用截止频率为0.1~0.2倍转频的低通滤波器可以有效分离出与一维数值模拟一致的尾水锥管压力趋势项;采用3~4个旋转周期数对应的压力脉动数据进行分析可以获得压力脉动项的最大峰峰值;利用压力脉动最大峰峰值对一维数值模拟极值进行修正能够实现调节保证的有效设计与验证。该研究为抽水蓄能机组调节保证设计与验证提供了有效支撑。

水轮机尾水锥管里衬的结构与改造方案的研究

本文介绍了水轮机尾水锥管里衬的结构,明确了里衬的计算方法和选择原则,并针对旧锥管不同情况提出了详细的改造方案。

混流式水轮机尾水管压力脉动试验分析

压力脉动产生于机组运行过程的非定常流场,是引起水轮机组振动及不稳定运行的主要水力振动源之一。其中,尾水管的螺旋状涡带是引起水力振动的最主要因素。本文通过对混流式水轮机模型试验,研究了混流式水轮机尾水管内压力脉动与空化系数、泄水锥形状及补气量的相互关系。

双锥导流筒在净化搅拌吸附罐中的应用及结构设计

用粉煤灰吸附净化印染废水,具有良好的处理效果。双锥导流筒搅拌吸附罐可以使粉煤灰充分分散在液体中,根据采用该结构的3m3搅拌吸附罐的使用效果,这种搅拌结构能够满足对印染废水吸附处理的工艺要求。

偏工况下混流式水轮机压力脉动数值仿真及其改善措施研究

某电站混流式水轮机组在部分负荷时机组出力大幅摆动,真机试验结果显示尾水管涡带频率与发电机低频振荡频率接近,二者产生共振导致功率波动。本文采用CFD方法对该电站混流式水轮机进行了三维非定常数值模拟,对包括电站现用泄水锥、加长型泄水锥、在尾水管内安装阻尼栅、在尾水管内安装导流板等4种方案下水轮机内部非定常流动进行了仿真,对比分析了各种方案对尾水管内涡带形状和压力脉动的影响。计算结果表明:加长泄水锥能降低压力脉动的幅值,但不能改变压力脉动频率;相比于阻尼栅,在尾水管中安装导流板能更有效地改变尾水管水压力脉动的主频并减小压力脉动的幅值,且对水轮机效率的影响较小。

改装泄水锥对水轮机水力激振的影响分析

为提高水轮机尾水管的空化性能,提出在泄水锥上加螺纹并在泄水锥尾部安装延伸到尾水管进口处的可拆卸圆柱台的改装方案.对混流式水轮机模型进行全流道的网格划分,进口边界按照试验水头条件给定总压为290k Pa,出口边界根据计算工况的空化数设置静压为19 kPa.采用理论研究和数值模拟相结合的方法探究改装泄水锥对尾水管内部的流体流动、压力脉动及空化性能的影响.研究结果表明:在低负荷小流量工况下对泄水锥进行改装可以降低尾水管内空化程度,提高尾水管内部流体流动稳定性,并且减少流体间的撞击以及由于空化造成的压力脉动.