沙水中轴流式水轮机的优化设计及其CAD系统

本文作者从流体动力学出发 ,依据多相流动理论 ,研究了轴流式水轮机过流部件中的沙水运动、泥沙磨损机理及流动特性 ,分析它们之间的关系 ,优化流道参数。并利用奇点分布法来设计轴流式水轮机转轮叶片 ,开发出了轴流水轮机的转轮叶片水力设计的CAD系统 ,给出一具体算例。     

沙水中轴流式水轮机的优化设计及其CAD系统

本文作者从流体动力学出发，依据多相流动理论，研究了轴流式水轮机过流部件中的沙水运动，泥沙磨损机理及流动特性，分析它们之间的关系，优化流道参数，并利用奇点分布法来设计轴流式水轮机转轮叶片，开发出了轴流水轮机的转轮叶片水力设计的CAD系统，给出一具体算例。     

轴流式转轮三元粘性流动数值计算

为进一步提高轴流式转轮的设计精度与性能,采用时均Navier-Stokes控制方程,标准k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,对一轴流定浆式水轮机转轮内三元粘性流动进行了数值模拟。提出了水力损失计算方法,获得了转轮的预测效率。分析了转轮内部流场分布规律,建立了叶片表面压力在包角范围内的变化曲线,有助于认识转轮内真实流动现象,为改善设计提供可视化数据支持。     

轴流式叶片的改进升力法设计与研究

针对我国轴流泵以及轴流式水轮机效率普遍偏低的情况,考虑到轴流叶片外缘、轮毂处的边界层及间隙流的影响,在轴流式叶片设计的传统升力法模型中引入修正系数A(R,δ)进行改进,得到了改进升力法设计模型,同时应用传统升力法和改进升力法对一轴流式水泵和水轮机叶片进行了对比设计,并利用NUMECA软件进行流动模拟,分别得到转轮(叶轮)叶片表面及轮毂、轮缘处的速度-压力分布以及各工况的效率.计算结果证明了改进升力法较传统升力法好,改进效果显著,有效地提高了轴流式水力机械的效率,改善了轴流式水力机械内部流动的速-压分布.为轴流式叶片的设计提供了一种新的计算模型.     

双流道水力透平的导叶优化研究

参照中开泵的结构构成机理与水轮机的转轮设计原理,开发出一种低比转速水力透平机。利用CFD软件,对添加了4种不同翼型导叶的水力透平机进行数值模拟。结果表明:头部较厚的传统导叶不利于水流绕流,在引、导水部件处能量损失严重;而在带有头部减薄的负曲率导叶的水力透平机中,具有合理的内流场分布、最优的能量回收效率,且在某一特定工况下,其水力性能远远优于拥有其他3种导叶叶型的水力透平机。     

轴流式水轮机内流场整体三维数值解析

对轴流式水轮机从蜗壳进口至尾水管出口全流道的三维粘性数值解析问题进行了研究,详细地分析了该轴流式水轮机的能量特性及空化特性,分析该转轮引起间隙空化的主要原因.为下一步的改善其转轮空化性能提供理论基础.     

可逆水泵水轮机内部流场计算与稳定性分析

要优化水泵水轮机转轮设计,应了解包括转轮在内的水泵水轮机全流道的流动特性。提出了按水泵给定流道参数和转数,从水轮机方向计算叶型的全三维逆向设计方法。采用三维不可压紊流的连续方程与动量方程和紊动能与耗散率方程对内部流场进行研究计算。选用高水头可逆式水泵水轮机进行了全流道双向三维湍流数值模拟与稳定性分析。由于在设计中综合考虑了水泵和水轮机的双向流动特性,设计转轮有较好的效率。     

基于CFD的水轮机叶片对转轮流场的影响分析(英文)

采用FLUENT软件对长短叶片混流式水轮机HLA351转轮在额定工况下进行了三维定常数值模拟,较好地预测了转轮内部流场详细情况.计算结果表明,增减短叶片,转轮内部流态出现了较大的变化,其中长短叶片结合式转轮流态最好,水力性能最优,长叶片转轮次之,短叶片转轮较差.     

灯泡混流式水轮机的研究与设计

本文作者将混流式水轮机的转轮应用于灯泡式机组中 ,介绍了这种灯泡混流式水轮机的基本原理、水力性能、水流运动规律及其过流部件的水力设计理论 ,并提出了这种水轮机的结构设计方法。通过分析研究 ,这种新型水轮机具有混流式水轮机和贯流式水轮机的优点 ,而避免了它们的缺点 ,可以在较宽的应用水头范围内替代现代应用最广泛的混流式水轮机 ,广泛使用于中小型水电站中     

黄河水流对轴流式水轮机磨蚀及其防护研究

由于黄河水流的特性,轴流式水轮机磨蚀严重的部位依次是叶片背部、叶片正面、转轮室(中环)、导水叶等。通过对其磨蚀规律的分析,提出了相应的防护措施,如:聚氨脂涂层、高速氧燃喷涂、优化转轮设计等。试验证明,这些防护措施均取得了显著效果。