低扬程立式轴流泵装置模型试验研究

本文结合南水北调东线工程某大型泵站,对低扬程立式轴流泵装置进行一项模型试验研究。试验结果表明,该模型轴流泵装置在部分流量区域出现不稳定的马鞍形区,马鞍形区扬程范围大约在1.3Hd～1.6Hd,在各个叶片安放角度下的马鞍形区流量范围各不相同。该模型轴流泵装置的扬程有效稳定运行范围大约在0.69Hd～1.27Hd,流量有效...     

高速电弧喷涂Fe基合金涂层的组织与抗汽蚀性能

为提高水利机械的抗汽蚀性能,采用高速电弧喷涂在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上制备两种Fe基合金涂层.借助光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪、显微硬度计及振动汽蚀设备对涂层组织结构及性能进行分析.结果表明,涂层具有较高的硬度(510HV0.05)及较致密的组织结构(孔隙率10.5%),含有碳铬化合物等陶瓷硬化增强相.高速电弧喷涂能制备具有优良抗汽蚀性能的涂层.     

快速闸门断流的轴流泵起动过程三维数值模拟

针对轴流泵机组起动过程的研究是泵站安全稳定运行研究的重要环节。为了准确捕捉轴流泵机组在起动过渡过程中的动态特性,建立轴流泵机组的全流道三维模型,采用三维CFD计算软件Fluent,利用基于有限体积法的动网格技术,配合VOF多相流模型对快速闸门断流的轴流泵机组起动过程进行了三维瞬态数值模拟,获得了轴流泵机组起动过渡过程中的流态变化及外特性参数的变化规律。闸门开启时间为60s时,机组起动扬程在12s时达到最大值2.76m,为运行扬程的1.28倍。减小快速闸门开启时间能够降低机组最大起动扬程,但同时会加剧回流及闸门处的水流撞击。计算结果表明:动网格技术结合VOF多相流模型可以较好的应用于快速闸门断流的轴流泵机组起动过渡过程数值模拟中,其结果可为泵站水力设计及轴流泵机组的过渡过程研究提供参考。     

直叶H型潮流水轮机三维数值模拟

为了探究直叶H型潮流水轮机水动力性能的影响因素,在理论分析的基础上,应用大型建模软件UG建立了直叶H型潮流水轮机三维模型,基于滑移网格技术采用Fluent软件对水轮机模型进行三维数值模拟,在保持直叶H型潮流水轮机叶片翼型一定、水轮机密实度相同的条件下,通过改变转轮叶片数以及来流速度,分析了潮流水轮机水动力性能。结果表明,叶片数对直叶H型潮流水轮机水动力性能影响很大,叶片数越多,输出扭矩值越小,当叶片数为3、叶尖速比为1.63时,水轮机最高获能系数为31.21%。     

大型混流式水轮机组尾水管压力脉动模型试验研究

为研究大型混流式水轮机组尾水管压力脉动,选择了不同的水头和导叶开度组成不同的工况稳态和过渡过程工况.研究表明,稳态工况下,压力脉动的频率主要受导叶开度的影响,相同工况下,压力脉动频率非常相近;不同频率对应的振幅中,频率为3 Hz左右的振动振幅明显比其他频率对应的振幅大;水头对振幅的影响,高水头比中低水头的大.在过渡过程中,2台机组先后甩负荷时,震荡波明显大于1台机组甩负荷的情况.1台机组甩负荷过程中,水头对震荡波影响不大.不同半径处的压力脉动在导叶刚关闭时会有所不同,有些半径处的压力脉动会出现短时间的突然增加,这个值甚至大于震荡波中最大的压力值.     

泵站工程国民经济后评价研究

对江苏淮安第三抽水站进行了国民经济后评价,通过敏感性分析认为,该抽水站具有较强的抗风险能力,作为具有多种公益效益的工程在经济上是合理的。介绍了采用Excel软件计算净现值、内部收益率等经济指标的简便方法。     

基于流固耦合的卧式轴流泵叶轮模态分析

研究轴流泵转轮的振动特性,对于避免轴流泵工作时发生共振、保证水泵安全稳定运行有重要意义。运用有限元软件ANSYS Workbench,结合流固耦合方法,分析某泵站卧式轴流泵的模态,计算轴流泵叶轮转子在空气和水中的各阶固有频率及其振型,并分析了叶轮固有频率的变化规律及其原因。结果表明,水介质会引起叶轮各阶固有频率的降低,各阶固有频率降低系数的范围为0.10~0.38,降低系数大小与各阶振型有关,水中振型和空气中的振型相似,振幅有所减小,水体的附加振动质量是引起叶轮各阶自振频率降低的原因。     

抽水蓄能机组推力头的强度与寿命分析

在抽水蓄能机组运行过程中推力头承受着交变应力,容易出现疲劳磨损从而影响机组正常运行。以江西洪屏抽水蓄能电站的推力头模型为研究对象,基于流固耦合理论并运用CFD技术,分析机组转速、油膜厚度对油膜压力分布的影响,研究推力头在不同转速和不同油膜厚度下的应变和疲劳寿命。结果表明:随着机组转速的升高,油膜压力也随之升高;随着油膜厚度的增加,油膜压力先增加后减小;推力头形变量随着转速的升高不断增加,然而形变量相比较推力头的尺寸仍属于小变形范围;在转速一定和不同油膜厚度下,推力头的最大形变均大于油膜厚度进而影响了油膜的均匀分布;推力头的应力循环次数随着转速升高,在应力集中处不断降低;随着油膜厚度的增加,应力循环次数先减小后增加。因此,为延长推力头寿命,应考虑对推力头应力集中处进行表面强化或改善其结构,同时为保证机组安全稳定运行,油膜厚度和推力头最大形变应尽量接近。     

大粗糙度弦向分布对风力机气动性能影响

针对5 mm大尺度蚊虫尸体在叶片上的附积问题,采用带转捩的k-ω SST湍流模型,以NERL Phase VI风力机为研究对象,从不同弦向覆盖位置入手,对大粗糙度下风力机气动性能进行数值模拟。研究结果表明,粗糙度对风力机整体做功具有较大影响,粗糙度越大效率降低越显著;粗糙度使在叶片靠近叶尖位置的吸力面促成小型低压涡,转捩提前;该效应在大尺度粗糙条件下表现明显,附着涡强度也更大;在叶片压力面添加75%c粗糙度会使翼型产生的气动损失最大。     

阻塞比对潮流能水轮机尾流特性影响数值模拟研究

首先通过对比分析数值模拟结果与水槽实验尾流场速度数据,验证数值模拟的准确性。通过在软件STAR-CCM+中改变水槽宽度的模型,使水轮机阻塞比分别在9.8%、14.7%和29.5%的情况下进行模拟计算,分析潮流能水轮机尾流特性的变化。结果显示,阻塞比的变化不仅会改变水轮机扫略区域外流体速度,影响远尾流恢复速度,还会对尾流的旋转和湍动能分布造成影响;但随着槽宽增加阻塞比减小,其对尾流特性影响逐渐减弱。