中比转速混流式水轮机活动导叶翼型对无叶区压力脉动的影响

活动导叶翼型与转轮的匹配合理性对水轮机的水力性能产生多方面影响。在一些已建成的中小型电站,由于选型和电站过流通道设计不合理等使得活动导叶翼型与转轮匹配不合理,导致无叶区压力脉动问题非常突出。为研究活动导叶翼型对中比转速混流式水轮机无叶区压力脉动的影响,以需要改造的某中比转速(ns=190)混流式水轮机为例,对正曲率、对称和负曲率三种活动导叶翼型与同一转轮组成的水轮机流道不同水头下进行三维瞬态流场数值模拟,分析不同型式导叶对水轮机的水力性能的影响,着重分析无叶区的压力脉动影响规律。结果表明:对于需要改造的中比转速混流式水轮机采用负曲率活动导叶对效率和出力的提升具有显著效果。中比转速混流式水轮机由于无叶区增大,无叶区压力脉动更复杂,采用负曲率活动导叶水轮机的低频脉动相较于采用其他两种翼型的水轮机有所改善,且周向压力脉动的周期性和规律性也更好。

低比转速混流式水轮机流动噪声数值模拟

为预测低比转速混流式水轮机的主要流动噪声,采用重整化群RNGκ-ε模型和FW-H模型,计算了不同导叶与转轮叶片径向间距时水轮机导叶与转轮壁面上压力脉动构成的偶极子声源产生的流动噪声,分析了导叶与转轮叶片径向间距对水轮机压力脉动及噪声特性的影响,以及压力脉动与流动噪声之间的关系。结果表明,导叶末端和转轮叶片进口背面压力脉动最剧烈,是主要的偶极子噪声源,压力脉动和流动噪声的离散噪声在叶频及其谐频处出现峰值;随导叶与转轮叶片径向间距增大,压力脉动幅值减小,流动噪声减小,因此适当增大水轮机导叶与转轮叶片径向间距是一种有效降低流动噪声的途径。

中低比转速混流式水轮机空化与水力振动分析

针对中低比转速水轮机空化、振动问题比较突出的现象,以大桥电站水轮机为例,采用分离涡模型(DES)对其进行了三维CFD计算,得到了活动导叶、转轮和尾水管内的压力分布、速度分布及压力脉动特性。结果表明,转轮空化发生在叶片出水边靠近下环的区域,与实际情况相符;机组在高水头、大开度工况下,振动更突出,振动频率为机组旋转频率的整数倍,表明振动主要由转轮造成,而非尾水管涡带引起的。

基于固液两相流动的低比转速混流式水轮机转轮内部流场模拟

以云南省境内某调峰调频电站的低比转速混流式HLA351水轮机为原型,利用软件Pro/E对其转轮进行三维实体建模,采用混合四面体非结构网格对转轮模型进行网格划分,以固液两相流动数学模型为理论基础,将完成网格划分工作的转轮模型导入Fluent软件,采用SIMPLE算法,在笛卡尔坐标系中利用κ-ε-Ap两相紊流模型分别对仅有主叶片的水轮机转轮(长模型)以及主、副叶片结合的转轮(混合模型)在含沙水两相流动时的内部流场进行三维定常数值模拟。结果表明,混合模型转轮内流速和压力的分布相对于长模型更合理,从转轮进口到出口,速度差和压力差均较大,转换成旋转机械能的水能所占比重更大,水轮机效率更高,且相同部位上混合模型遭受磨损的情况更轻、性能更优。

混流式水轮机比转速与额定水头非线性统计分析

水轮机的选型设计在水电站设计中至关重要。依据国内近十年来投产的大中型混流式水轮机设计资料,采用非线性回归统计方法统计分析了混流式水轮机比转速与额定水头之间的关系,得到了不同水头段、不同单机容量时比转速与额定水头间的统计公式,并绘制了置信区间和预测区间。所得结果对混流式水轮机的选型设计具有一定参考价值。

不同比转速混流式水轮机轴向水推力的试验研究及分析

在分析国内外轴向水推力计算方法的基础上,结合近年来进行的轴向力模型试验结果,提出较正确地确定轴向水推力的方法。

超低比转速混流式水轮机转轮的水力设计与数值模拟

为实现冷却塔富余能量的回收,需要开发出一种新型超低比转速水轮机与风机直接匹配。采用二元理论,从相对导叶高度(H/D)、转轮流道、叶片环量、叶片数等方面进行开发设计。然后基于N-S方程和κ-ε紊流模型采用FLUENT对新型水轮机转轮进行数值模拟,分析研究了转轮的流动、汽蚀和能量性能。数值模拟结果表明:超低比转速水轮机内部流动性能良好,水轮机效率在较大的进口冲角范围内达80%以上。

冷却塔中新型混流式水轮机设计

通过数值模拟和试验两种方法,开发出一种新型高比转速混流式水轮机,配备相应变比的减速器,代替冷却塔中的风扇电动机,以达到节能的目的.根据冷却塔水轮机工作环境的特点,为尽量减小水轮机尺寸,在结构设计方面提出了金属梯形蜗壳和单列环形导叶.通过数值模拟,分析了不同的导叶形式、转速、叶片安放角对水轮机性能的影响.通过对比,选取负曲度导叶形式,选择最优单位转速及叶片安放角,确定最优性能的水轮机数模方案.通过物模试验证明所开发的高比转速混流式节能水轮机尺寸能够满足冷却塔要求,其效率高,性能稳定,可以在有条件的地方推广应用.

藏木水电站高比速混流式水轮机优化设计

结合藏木水电站高比转速水轮机参数优化项目,通过CFD分析,对模型水轮机的蜗壳、尾水管、转轮等水力过流部件进行了全面优化设计。通过模型试验验证,藏木水电站水轮机水力性能研究达到了预期目标,CFD分析结果与模型试验结果基本吻合,为高比转速转轮的水力性能优化提供参考。

混流式水轮机主轴自激弓状回旋机理探讨

自激振动是一种常见的自然现象,水电站运行中最常见的当属混流式水轮机的自激弓状回旋,给机组安全稳定运行带来很大危害。混流式水轮机自激弓状回旋的研究主要集中在对其特征和规律的总结,对其形成机理的研究还相对较少。本文首先阐述了存在负阻尼是自激振动本质特征这一机理性认识,分析了间隙空化后空化、空腔作用力的变化及其负阻尼作用,提出该负阻尼作用是自激弓状回旋发生的主要源动力这一观点。通过对现有的增大迷宫间隙、向迷宫间隙处补气、减小顶盖排水等减轻自激振动措施的分析,间接证明了该观点的正确性。研究发现,常规弓状回旋公转频率和自转频率相同,但自激振动后公转频率和自转频率不同,公转频率达到临界转速频率后发生共振。本文还论证分析了自激弓状回旋和转轮转向相同、相反两种状况的启动力矩来源,发现并指出了自激弓状回旋和转轮转向相反时,振动频率等于主轴临界转速频率减转速频率这一规律。

高比转速混流式模型水轮机的压力脉动试验

高比转速混流式模型水轮机的压力脉动试验［瑞士］Ｐ·Ｋ．多尔夫勒主题词混流式水轮机，模型水轮机，比转速，脉动压力，脉动试验这项试验是在卧式封闭试验台上进行的。模型的转轮出口直径３００ｍｍ．比转速为ｎｏ一１１０（ｖ—０．７）。试验水头１９．４ｍ，模拟原型...

按比转速选择混流式水轮机的主要参数

本文根据国内外大型混流式水轮机的统计资料，考虑了水头变幅和含沙量等对水轮机参数选择的影响，提出一套按比转迹选择混流式水轮机主要参数的公式．经与近年来国内各设计和制造单位选择大型混流式水轮机的参数对比，能较好地吻合．因此，可以用这套公式来选择混流式水轮机的主要参数，以减小使用统计资料和不同经验公式的随意性，保证所选水轮机的技术参数既先进又可靠．

相似理论在混流式水轮机模型试验中的应用

1、引言 通过模型试验对水轮机特性进行系统研究,是目前研究水轮机的最基本手段,国内外大中型水轮机组在真机设计之前必须依赖模型试验来保证真机技术参数性能。相似理论是指导模型试验研究的理论,为模型与真机间换算提供了依据。在相似理论的指导下进行模型试验不仅可以减少试验的工作量和费用,节省能源,而且可以扩大试验结果的使用范围。

高转速高水头水轮机分瓣转轮研究

以大七孔电站机组为例 ,主要介绍了国际上首次采用的高转速高水头小型混流式水轮机分瓣转轮结构的特点及所采用的制造新工艺方法 。

高水头混流式水轮机过速保护研究

高水头混流式水轮发电机组,引水系统长,机组尺寸小,转速高。为控制发电机转子的线速度,因而其发电机的转动惯量小,导致甩负荷时的转速上升最大值与水轮机的稳态最大飞逸转速很接近,有时甚至高于水轮机的最大稳态飞逸转速。通过加大引水系统尺寸或加大发电机的转动惯量来降低过渡过程时的过速值,经济性和技术性均很差。如何在这种高水头混流式水轮机特有的特性下,成功地实现水轮发电机组的二级保护,同时实现电网要求的甩负荷不出现事故停机要求?本文以一国外电站为实例,重点论述高水头混流式水轮机的调节保证计算的结果及水轮机各水头出力下的飞逸转速特性,按不同电网及电站的实际运行要求,提出可选择性的解决方案,对国内外水电站的高水头混流式水轮机的二级过速保护设计具有一定的参考意义。

澜沧江乌弄龙水电站水轮机主要参数选择

根据乌弄龙水电站的运行水头范围,参考国内外同类机组参数,并根据统计资料及经验公式,以机组能够安全稳定运行为前提条件,分析、论证和方案比较后最终确定了水轮机的主要参数,其各项指标均保持在目前的先进水平,可供参考。

高水头电站水轮机主要参数及材料选择

电站装设2台单机容量50 MW的混流式水轮发电机组,水轮机运行水头范围为346.4～398.4 m,运行水头高,合理选择水轮机参数及主要部件材质,是保证水轮机长期安全稳定运行的重要环节。本文介绍了水轮机主要参数的选择,并对水轮机材料选择进行初步探讨。

原苏联大型水轮机型谱介绍

1 概述 原苏联的水轮机制造业起步较早,从30年代开始,该国水电站所需的成套设备均由其国内制造厂提供,到80年代初已建立起完整的体系。由列宁格勒金属工厂、哈科夫水轮机工厂等厂家设计。

上邦朗电站水轮机的结构特点

上邦朗电站位于缅甸邦朗河邦朗电站上游55 km,距仰光约470 km,距彬文那约70 km。电站装设两台单机容量为72.5 MW的立轴混流式水轮发电机组。 1水轮机设计参数 最大水头85.5 m,额定水头79 m,最小水头64 m,水轮机型号HLA883-LJ-338,转轮名义直径3.38 m,额定转速200 r/min,飞逸转速385 r/min,额定出力72.5 MW,最大出力75.7 MW。

探讨提高水轮机稳定性的对策

混流式水轮机的振动和叶片裂纹己严重影响机组的稳定运行和经济效益的发挥，随着机组容量和尺寸的不断加大，问题将更会尖锐和突出。本文从五个方面探讨提高水轮机稳定性的对策。首先要选定合适的水头变幅范围，最大水头与设计水头之比值控制在1．2以下。第二要有一个优秀的水力设计，比转速不宜过高，选择较低导叶相对高度，减少单位流量，降低尾水管压力脉动值，把叶导涡排除在运行范围之外，低负荷时避免涡带频率共振，优化叶形。第三优化结构设计，提高转轮刚强度，降低转轮局部最大应力。第四提高制造质量，叶片采用不锈钢VOD真空脱氧精炼，数控加工，尽量采用整体转轮，改进转轮组焊工艺，减小残余应力。第五科学管理、规范运行，避免在振动区内运行并快速越过。