混流式水轮机叶片性能热处理变形的数值模拟预测

本文建立了ZG06Cr13Ni5Mo不锈钢热处理过程的三维有限元模型,模拟了混流式水轮机叶片正火+回火热处理后的应变场分布,幵将模拟的应变场分布结果与测量结果进行了比较,二者吻合较好,证明所建模型的有效性。在此基础上,得到了混流式水轮机叶片热处理后等效应变分布觃律及各部位变形量分布。结果表明:混流式水轮机X型叶片一正两回热处理后,沿Z向出水边到进水边及进水边与上冠连接处与下环连接处变形量先减小后增大,呈V型变化觃律。其中与下环连接处比与上冠连接处变形大,进水边比出水边变形大。本文提供了一种可用于预测复杂形状大尺寸叶片铸件性能热处理变形的数值模拟仿真预测方法,为混流式水轮机叶片制定合理的热处理工艺及设计提供理论依据。

三维摄影测量技术在混流式水轮机叶片尺寸检测中的应用

本文针对混流式水轮机叶片的特殊构造,提出三维摄影测量技术在混流式水轮机叶片铸造过程中尺寸检测方面的应用,并结合混流式水轮机叶片的结构特征,提出三维摄影测量技术的操作流程及关键技术问题。三维摄影测量技术具有较高的测量精度和测量效率,有利于保证产品精度与提高测量效率。

长短叶片混流式水轮机水力性能预测精度验证及改进

针对长短叶片混流式水轮机选择不同湍流模型、各部件网格划分方案对流量、转矩、效率预测相对偏差值较大、预测精度较低问题,利用ICEM CFD划分软件对各工况(小流量、设计流量、大流量)下的水轮机全流道及其过流部件(蜗壳及导叶、转轮、尾水管)各划分出4种网格分配方案,采用收敛较快的S-A模型初步预测了水轮机的水力效率与所划分的网格规模无关,进而选择方案3分析水轮机的水力性能;选取S-A模型、标准κ-ε模型、RNGκ-ε模型、标准κ-ω模型、SSTκ-ω模型5种湍流模型计算了流量、转矩、水力效率的预测值,发现各模型预测的水力效率预测精度较高,但流量及转矩的预测精度偏低。为此,重新划分过流部件网格规模,并再划分出5种网格方案,仍采用S-A湍流模型进行初步分析,发现虽可提高流量及转矩的预测精度,但提升幅度有限;进而采用RNGκ-ε、SSTκ-ω模型、Realizableκ-ε模型、RSM模型预测流量及转矩,可进一步提高流量、转矩的预测精度,但仍低于效率的预测精度。所提出的预测方法可为水力机械设计和性能优化提供重要参考。

水轮机转轮安全评估基础方法研究

混流式水轮机在运行过程中产生大量裂纹,严重危及水电站的安全运行。介绍了水轮机组检修现状,结合混流式水轮机转轮提出了3种转轮安全评估方法并进行了可行性分析。利用声发射技术,可在线监测水轮机转轮叶片裂纹的产生和扩展过程,结合振动技术对水轮机进行安全评估,实现了对水轮机的转轮叶片在线状态监测和故障诊断。

基于CFD的长短叶片水轮机全流道湍流流动定常研究

以混流式水轮机HLA351为原型,基于FLUENT,采用Realizable k-ε双方程湍流模型和三维时均N-S方程,对长短叶片结合混流式水轮机在额定流量工况下湍流流动进行了全流道三维定常模拟研究,获得了长短叶片水轮机全流道的流速和压力分布。计算结果表明,长短叶片结合的水轮机流速和压强分布合理、性能优,对水力机械的设计等研究具有重要的指导意义。

金元水电站机组机型选择

通过冲击式和混流式机组的经济技术比较，结合目前长短叶片混流式水轮机在国内的应用状况，选择金元水电站的机型。