部分负荷下混流式水轮机转轮叶片变形对流场的影响

将CFD流动分析软件与结构刚强度软件有机结合,对混流式转轮在不同工况下的流动进行分析。通过程序将流场参数加载到结构分析软件上,对变形后的叶片再次进行网格划分流场计算,并计算出混流式转轮叶片上的应力和变形,详细分析了转轮变形后的流场,达到了真正意义上的流固耦合。研究结果表明:最大应力发生在转轮叶片的出水边与上冠的连接处,应力集中较明显,易于发生疲劳破坏。产生最大变形的部位是转轮叶片的出水边与下环的连接处,且从上冠到下环变形量逐渐增大,即此部位就是叶片振动的敏感区域;转轮变形后对水轮机内部流场的影响表现在叶片进口边头部压力增大,叶片出口边靠下环处流速增大、压力下降,空化性能降低。变形后的流场使得尾水管内部的涡带产生、紊动加剧,说明叶片变形后对水轮机内部流场的影响是引起水轮机裂纹和振动的真正原因。

大型混流式水轮机转轮叶片结构动力特性分析

转轮是水轮机结构中重要部件之一。比较不同单元类型对转轮叶片振动计算精度的影响 ,从推导的转轮叶片液固耦合运动方程出发 ,分别计算混流式水轮机转轮叶片在空气中和在工作流道中振动的主频与主振型。结果表明 ,叶片在水中的频率较空气中的频率有所降低 。

混流式水轮机转轮叶片流激振动分析

结合小变形弹性理论和不可压缩粘性流体的最大功率耗散原理构造流体-叶片系统的功率泛函,通过广义变分原理建立了混流式水轮机转轮叶片在非定常湍流场中考虑流体-结构相互作用(FSI)的有限元模型,计算叶片在FSI情况下的流激振动。数值计算采用分离迭代格式,流动用大涡模拟(LES),叶片振动用直接积分法。试验模型以某型水轮机为原型设计制作,在一片叶片的正面和负面上分别装有5只Kulite的压力传感器,在另一片叶片上装有3只微加速度传感器。计算得到的叶片自振频率、频谱曲线以及加速度时程与试验实测结果是吻合的。

基于Pro/E软件平台的混流式水轮机转轮叶片形状拟合

根据混流式水轮机叶片设计方程,基于Pro/ENGEINEER软件设计平台,对混流式水轮机叶片进行了形状拟合,得到了叶片拟合形状,完全符合叶片加工的工艺要求,也为研制水轮机修复专用机器人提供了研制条件。

混流式水轮机转轮叶片频率可靠性分析

以混流式水轮机为研究对象,应用有限单元法建立转轮叶片的动力学方程,根据转轮叶片的频率方程计算转轮叶片的固有频率,依据水流激励频率与转轮叶片固有频率之差在规定范围内的关系准则,推导转轮叶片的共振失效概率和可靠度的计算公式,并通过实例对混流式水轮机转轮叶片的频率可靠性进行分析。

混流式水轮机转轮叶片出口水压脉动试验研究

由于混流式水轮机在高水头部分负荷区域运行时内部流态非常复杂,可能会出现叶道涡及尾水管涡带等水力不稳定现象．为了探讨在转轮叶片间存在不同水流状态时叶片出口处的水压脉动情况，专门在JF1055模型水轮机上进行了10个工况、3个测点位置的水压脉动试验研究．试验是在高精度水力机械模型通用试验台上进行的．试验分两步进行，第一步为不带小铜管试验，第二步为带小铜管试验．试验结果表明，紧靠转轮下环叶片出口处的水压脉动幅值约为尾水锥管上常规测点处水压脉动幅值的3～5倍．

混流式水轮机转轮叶片残余应力测试

本文针对岩滩电厂水轮机转轮叶片经常出现裂纹的实际问题，应用盲孔释放法实测了转轮叶片裂纹经补焊处理后热影响区的残余应力，为分析转轮叶片裂纹产生原因提供了试验依据。

混流式水轮机转轮叶片裂纹故障及其原因分析

混流式水轮机转轮叶片裂纹故障严重影响了水电站的安全稳定运行和经济效益的发挥。大部分叶片裂纹是疲劳裂纹,主要由流固耦合共振诱发的`过大交变应力引起。转轮在设计和制造过程中形成的各种缺陷以及过大的残余拉应力加速了裂纹的萌生和扩展。

混流式水轮机转轮叶片裂纹长度与运行时间关系的研究

结合混流式水轮机随机出力的分布函数和转轮叶片最大主应力的平均应力与出力的关系式,运用断裂力学的方法推导出叶片裂纹长度和运行时间的关系式,为水轮机叶片的寿命估算研究提供一条新途径。

大型混流式水轮机转轮叶片裂纹及其成因分析

大型混流式水轮机转轮叶片裂纹故障是水电站普遍存在的问题,它严重影响了水电站的安全稳定运行。转轮叶片裂纹是多种因素综合作用造成叶片材料疲劳,导致叶片疲劳开裂。叶片的各种制造缺陷是裂纹萌生的始点,而各种水力激振因素引发的流固耦合共振是转轮叶片疲劳开裂的根本诱因。

混流式水轮机转轮叶片加厚的数值方法

本文介绍了混流式水轮机转轮水力设计中基于数值计算的叶片加厚方法．此方法的特点是利用计算机求解速度快，精度高。

混流式水轮机转轮叶片三维造型的研究

传统的水轮机转轮设计包括流体动力学设计和几何设计,在几何设计中采用二维木模图来表示叶片,无法满足数字化设计与制造的要求。为了解决这一不足之处,介绍了利用CAD和Gambit进行叶片三维造型的方法。在叶片的三维造型完成后,可以实现转轮的三维造型,为转轮内流动CFD分析、性能预测和CAM提供基础。

Solidworks在混流式水轮机转轮叶片设计中的应用

文章重点介绍了SolidWorks在水轮机转轮叶片设计中的应用,为水轮机转轮叶片的优化设计提供了另一种思路与方法。

基于UG的混流式水轮机转轮叶片三维建模

针对混流式水轮机转轮叶片形状复杂、实体造型困难的问题,以混流式转轮叶片平面木模图为基础,利用UG软件这一交互式CAD/CAM系统,采用创建叶片表面的网格线和"通过曲线网格"特征,最终生成叶片表面曲面形状的方法,对已有的混流式转轮叶片木模图进行了叶片的三维建模。结果表明,采用此法建立的模型精确、完整的反映了叶片的曲面形状,和实际情况吻合,为混流式水轮机机组水力性能预测、CFD流动分析、刚强度计算分析等奠定了可靠的基础。

大型混流式水轮机转轮叶片热压成型工艺探讨

本文以天生桥转轮叶片为例,探讨大型混流式转轮叶片从叶片毛坯下料到热压成型一系列工艺关键,并与鲁布革水轮机叶片精度作了比较。

针对混流式水轮机转轮叶片裂纹问题的研究

电力资源是我国所有能源中的重要组成部分,这几年随着技术的不断发展和我国经济大幅度增长,我国相关的电力企业的发展状况也有了明显的好转,但是在企业运行当中仍然存在很多问题,比如说混流式水轮机转轮叶片在运行过程中很容易出现裂缝的问题,这对电机厂的工作效率的提升有很大影响。这种裂缝一般分为规律和非规律裂纹。规律性的裂纹大部分是疲劳裂纹,断口的形状呈贝壳纹。非规律性的裂纹,则类型多样。主要通过对造成混流式轮转机转轮叶片出现的裂纹的原因进行详细探讨,并给出了相应的解决措施,旨在希望对相关的电机厂单位的工作能够提供些有价值的参考建议。

大型混流式水轮机转轮叶片制造技术的发展

近年来 ,采用模压成型技术制造水轮机转轮叶片已成为趋势。本文简要介绍了国内外大中型混流式水轮机转轮叶片制造技术的发展 ,如叶片选材、毛坯准备。

混流式水轮机转轮叶片失效的研究背景、现状及意义

水轮发电机组的运行稳定性,关系到水电站的发电效率和经济效益。混流式水轮机转轮正常运行时,会因为水利因素导致转轮叶片发生疲劳断裂或者出现裂纹,致使检修困难,且维护周期较长,过程繁琐。因此,水轮机转轮叶片的失效,对发电机组的运行具有非常深远的影响。

混流式水轮机转轮叶片裂纹问题的处理研究

疲劳裂纹、泥沙磨损和空蚀是影响水轮机使用寿命最主要的三个因素,在水轮机维护方面,人们通常只注重泥沙磨损和空蚀问题,往往忽略了裂纹问题。近几年,由于水轮机结构新型材料的出现以及制作工艺的提高,电站维护工作中空蚀方面的问题基本得到解决。随着水轮机使用参数逐渐增加,机组尺寸和单机容量相应增大,混流式水轮机的运行稳定性问题也逐渐突出,主要表现在尾水管里衬钢板撕裂和水轮机转轮叶片裂纹等方面。本文通过相关实例,分析并总结了引起裂纹的主要原因,并为防止裂纹的出现提出了一些建议。