双向导流装置水轮机叶片半径和安装位置研究

由于水流在双向导流装置的中间段管道内流动时流速分布不均匀,导致水平轴水轮机发电效率受到影响。通过研究导流装置内部水轮机的叶片半径和安装位置,提高双向导流装置内部水轮机在双向水流中的发电效率。首先通过Fluent获取导流装置中心垂直截面的流速分布曲线,采用数值分析的方法建立流速分布数学模型,计算得到最优的叶片半径。再通过研究竖直方向上流速分布变化规律,得到最优的叶片安装位置。最后通过拖拽实验,获得双向水流下的周期发电功率。研究结果表明,当叶片半径位于流速分布的直线范围内时,水轮机叶片旋转面的流速较大,随着叶片安装位置下降,水轮机的叶片旋转面的流速明显增加。在水流流速为1 m/s时,调整水轮机叶片半径和安装位置后水轮机的发电功率较之前提高72%,较裸叶片的发电功率提高150%。

叶片曲率半径变化对离心泵叶轮水力性能的影响

为了探究叶片曲率半径变化对离心泵叶轮内部流动特性以及对叶轮水力性能的影响,采用基于RNG k-ε湍流模型对某型号离心泵进行定常数值计算。在原模型的基础上,将叶片出口角在17°~23°区间内进行变化以改变叶片中后部的曲率半径大小,并在分析叶轮内速度场和压力场变化的基础上探讨叶轮水力性能发生变化的原因。结果表明:减小叶片出口角,能够有效地减小叶片中后部的曲率半径,但对叶轮扬程减小的幅度有限,最低扬程仅比原模型计算值减小了0.43%;而叶片中后部曲率半径的减小,能够有效地减小叶片两侧压差,从而进一步降低叶轮的轴功率,最小轴功率比原模型计算值降低了1.12%,最终可使叶轮的水力效率提高0.61个百分点。

大型风力发电机组四自由度叶片设计及叶型自动生成系统的开发

大型风力发电机组叶片的设计在整个风机设计中占有较大比重,但由于叶片的不规则性导致叶片的三维模型设计较难实现,通过反求方法重构叶片三维模型花费较大,又不能对叶片进行相应的改型,使得分析范围较为局限。为此,利用SolidWorks的二次开发技术开发一套叶片设计系统,分别从叶片半径、弦长、桨距角以及厚弦比4个自由度改变叶片参数,自动生成不同外形的叶片三维设计模型,提高了设计的灵活性,为后续分析提供了有力的支持。