储能水管-冲击式水轮机发电系统设计及发电效益分析

为充分利用高层建筑物内部的水能包括生活污水及高层建筑物顶楼雨水,可将其转化为电能。由此设计的储能水管-冲击式水轮机装置即通过冲击式水轮机和发电机将高层建筑物内部储存的生活污水及雨水的势能转变为可供使用的电能,并通过建立单户用水模拟模型,设置储能水管对30、100层建筑进行发电模拟。模拟结果表明,储能水管-冲击式水轮机发电具有很好的发电效益和节能减排社会效益,获得了日发电过程中冲击式水轮机的水头变换和启停特性,为该系统中冲击式水轮机的个性设计提供了依据。     

多泥沙河流水电站水轮机转轮内部流动数值模拟

针对多泥沙水电站水轮机转轮的泥沙磨损问题,以HLA351-LJ-275水轮机为模型,对水轮机在设计工况下,运用N-S方程和标准κ-ε湍流模型,利用CFX求解器进行仿真流动模拟。水轮机转轮进口沿叶高20%、50%、80%流面的压力、泥沙速度及泥沙体积分数分布的数值结果表明,水轮机转轮叶片工作面压力大于背面且最小压力高于气化压力。泥沙速度在叶片进水边和出水口位置普遍较高。水轮机转轮叶片工作面的泥沙体积分数大于背面,叶片工作面的泥沙体积分数在叶片出水口普遍较高,叶片背面的泥沙体积分数在叶片进水边普遍较高。研究结果对多泥沙河流水轮机转轮叶片的泥沙磨损评估及维修具有指导意义。     

水泵水轮机导叶动态水力矩特性分析

采用SST k-ω湍流模型对某高水头水泵水轮机进行全流道三维非定常数值模拟,分别对在水轮机工况和水泵工况运行下的导叶动态力矩特性进行分析。结果表明:在水轮机工况下,随着流量的增大,不同位置处导叶的动态水力矩变化规律一致,力矩值由正值变为负值,力矩脉动频率与转轮叶片数相关,流量越大,叶频影响越显著;在水泵工况下,最高扬程工况时导叶水力矩脉动频率主频为转频且脉动幅值较大,而最低扬程工况下导叶水力矩脉动主频为叶频,力矩脉动幅值较小。     

大藤峡大型轴流式水轮机参数选择

初步设计阶段选择大藤峡大型轴流转桨式水轮机参数时,采用多种统计公式计算、统计曲线进行对比分析,通过项目资料收集、向水轮机设计制造厂商征询等方法,确定水轮机比转速、单位流量、单位转速等模型参数;针对不同单机容量和左右岸布置不同机组台数的多个方案进行综合技术经济比选。在充分征询、分析研究和计算基础上提出推荐的水轮机参数。经过左岸三台机组招标定厂后,通过水轮机模型验收试验核定的真机参数与初步设计阶段推荐参数对比验证,得出大藤峡大型轴流转桨式水轮机参数选择合适可行的结论。     

龙开口水电站导水机构关闭异常分析及处理

导水机构是水轮机关键部件之一,运行中存在异常将直接影响机组安全运行;本文重点介绍龙开口水电站水轮机导水机构的结构特点、运行中出现的关闭异常情况、分析及处理措施等。针对接力器活塞杆发生周向转动问题,检查调整了接力器压紧行程、增加了接力器M190螺母预紧力等,并应用超级螺母有效防止了接力器活塞杆在机组运行中发生周向转动。     

水轮机主轴磁流体密封摩擦功耗分析

纳米磁流体在水轮机主轴密封中摩擦功耗计算及其性能一直是影响装置设计与应用研究的瓶颈。以悬浮在顺磁性载液中不平衡旋度Ω≠1/2(rotν)的纳米磁流体为研究对象,通过Langevins,Navier-Stokes方程推导,得到纳米磁流体磁粒子摩擦功耗理论计算式,并且通过试验验证,试验与计算值相符。进一步的仿真研究发现,在水轮机主轴纳米磁流体密封装置中,齿槽(波谷)与极齿(波峰)对应的磁感应强度差值ΔB_(sum)对不平衡旋度影响较大,即ΔB_(sum)越大,此处纳米磁流体不平衡旋度越明显,纳米磁流体不平衡扭矩越大、密封压差越大、密封能力越好、摩擦功耗越大,反之亦然。     

基于正交试验的非对称垂直轴水轮机数值模拟

运用正交试验法开展了具有非对称NACA翼型的垂直轴潮流能水轮机的非定常数值模拟研究,分析弯度、弯度位置、前缘半径、最大厚度位置对叶轮能量提取率的影响。使用极差分析法确定了各因素影响的主次顺序和各尖速比下由最优参数确定的翼型。结果表明:在不同尖速比下,弯度是影响水轮机性能的主导因素,对水轮机能量提取率的贡献率分别为44.7%(尖速比λ=2.25)、53.4%(尖速比λ=2.5)和59.4%(尖速比λ=2.75);次要因素为最大厚度所在位置,其余两个参数对其性能影响较小。针对最优参数确定的翼型进行验证,结果证实具有该翼型的水轮机的动力学性能要好于其他翼型。     

一种双螺旋摆动结构在转桨式水轮机上应用的可行性分析

阐述了一种双螺旋摆动结构的工作原理和力学性能.比较分析了常见转桨式水轮机和双螺旋摆动结构的转桨式水轮机,提出了"单独控制、协同工作"的同步精确控制叶片转角方法.通过某电站实际工况,计算并验证了该结构在转桨式水轮机上应用的可行性.