基于CFD三维流场分析的弯肘形尾水管数值模拟

通过在Pro/E软件中建立弯肘形尾水管的几何模型,对某混流式水轮机尾水管在最优工况下的水流进行CFD数值模拟,分析比较了弯肘形尾水管及两种改型尾水管的流场,并比较两种改型方式对其回能系数的影响,结果表明:采用Pro/E软件进行几何建模方法可行;计算采用的混合网格和RNG k-ε湍流模型较好满足了水轮机尾水管内部流场湍流计算的需要;标准弯肘形尾水管在最优工况下的两种改型流场分析及回能系数比较表明,改型2比改型1的回能效果更好,其原因是改型2的单边扩散角更接近最佳单边扩散角。

小水电弯肘形尾水管模板的设计制作与安装

小型水电站立式机组多采用弯肘形尾水管,由于其形状复杂、尺寸大、制作安装精度要求高、施工难度大,因此其质量直接影响到水轮机的效率和稳定。针对小水电站工程施工队伍技术力量偏低的实际,通过工程实例,介绍了一种较为经济实用的弯肘形尾水管肘管段模板的设计制作与安装方法。图4幅,表1个。

小水电立轴机组钢制肘形尾水管模板设计与施工

小型水电站立轴机组应用最广的为弯肘形尾水管,但其形状十分复杂,施工单位在现场用常规的方法,难以做出尺寸、强度均满足要求的模板,故部分小型水电站已开始采用永久性钢衬做尾水管的模板。介绍了其设计方法,认为在施工中应严格控制厂房底板与钢制模板固定上的相互影响,及与锥管连接处尺寸及高程偏差,并在钢制模板外侧焊锚筋及后期填缝灌浆。

尾水管入口不同速度夹角对其内部流场的影响分析

以某水电站弯肘形尾水管为研究对象,应用ANSYS软件建立从尾水管进口到尾水管出口过流部件的流道模型,划分网格后导入Fluent进行模拟计算。分析结果表明,在入口速度垂直进入时,尾水管内部的流场比较稳定,随着入口速度夹角的增加,尾水管内部的流场相比于速度垂直进入时更加紊乱,即模拟的流场与理论上的流场规律基本相符,可用于预估水轮机弯肘形尾水管的性能和流场特性。

入口不同速度夹角对尾水管内湍动能的影响分析

以某水电站弯肘形尾水管为研究对象,应用ANSYS软件建立从尾水管进口到尾水管出口过流部件的流道模型,划分网格后导入Fluent进行模拟计算。分析结果表明,在入口速度垂直进入时,尾水管内部的湍流动能变化不大,流动较为平缓,湍流发展较充分。随着速度入口夹角的增大,弯肘段入口及水平扩散段入口的湍流动能越来越大,即说明随速度入口夹角的增大,尾水管在弯肘段及水平扩散段的流动越紊乱,对机组稳定不利。该方法可预估弯肘形尾水管内部的流动性能和湍流发展程度。