磨蚀对水斗式水轮机的水斗型线及性能影响的研究

在含沙水流中运行的水斗式水轮机,分水刃和缺口是斗叶上最容易受到磨损变形的部位。采用欧拉-拉格朗日法对水-气-砂三相流进行非定常计算,研究分水刃高度下降对流态及泥沙磨损的影响,以及分水刃高度、缺口深度变化对转轮外特性的影响。研究发现:分水刃高度下降会对流线产生影响,在进水侧区域诱发旋涡和湍流,致使流态紊乱,水力损失增加,从而造成转轮外特性下降。当分水刃高度下降2、5、10mm时,转轮的效率分别减少了0.22%、0.66%、5.98%。分水刃高度下降造成的斗叶型线变化,会影响泥沙颗粒对斗叶内壁面的磨损情况。分水刃下降的高度越大,分水刃区域的磨损越严重、磨损范围越大。缺口深度增加会减小斗叶工作面面积,造成转轮外特性下降。尤其是当缺口深度增加10mm时,效率降低了15.37%,转轮效率低于70%,在这种工况下运行,对射流能量的利用是非常不利的。

水斗式水轮机转轮设计

本文论述水斗式水轮机的设计,特别论述水斗式水轮机转轮及其水斗的设计,详细解析其设计理论、设计原则及设计方法。

冲击式水轮机水斗三维造型

本文以一个冲击式(切击式)水轮机水斗实例造型为基础,阐述了水轮机水斗的造型思路、方法及步骤,明确了造型中的难点及需要注意的事项。使冲击式水轮机实现流体分析计算、强度分析及数控加工成为可能,为冲击式水轮机的国产化打下基础。

冲击式水轮机发展概况与新技术

本文首先介绍了冲击式水轮机一百余年来以试验为基础的发展状冴。然后重点介绍了近十余年来在理论创新方面的一些重要成果。其具体内容都以两本专著(德,英文)为基础,主要包括水轮机水动力特性分析计算以及设计方法等。其一,指出了摩擦损失是冲击式水轮机中最大损失幵给出了计算方法。其二,飞逸速度的计算非常简单可靠。其三,给出了冲击式水轮机的主方程与完整特性曲线。此外,还给出了用于计算水斗根部最大机械应力的相似定理等。本文旨在以导读的方式为冲击式水轮机领域的工作者提供尽可能全面的技术帮助。