尾水管内水流流动的近似计算

近似计算了尾水管进口处水流环量，导出了压力脉动的振动频率和振幅的近似计算公式，对由尾水管中涡带引起的压力脉动特性进行了分析，并近似推导了尾水管中压力脉动特性的计算公式。实例计算表明，该方法简便易行，同时对压力脉动特性进行理论分析和指导水轮机运行有一定的实用价值。     

叶片几何参数对水轮机稳定性的影响

本文主要从水力设计出发 ,根据叶片几何参数的变化 ,在不同工况下 ,利用CFD技术对叶片的压力分布、速度矢量变化、流线分布和叶片出水边环量变化的情况进行了分析。并将CFD分析的结果与模型试验中转轮涡带、叶片脱流情况及叶片应力计算结果进行了对比。探讨了叶片进口冲角对叶片头部脱流的影响、叶片出水边环量变化对转轮出口涡带的影响和叶片形状对叶片应力分布情况的影响。最后总结了叶片几何参数的变化对水轮机稳定性的影响     

基于CFD分析的轴流式转轮叶片刚强度分析

本文采用雷诺时均的N-S方程和k-ε紊流模型,采用有限体积法和非结构化网格,对转轮区域内的流体运动进行数值模拟,获取叶片表面的受力信息,得到反映真实情况的叶片表面应力分布;将此应力分布加载至刚强度分析的叶片模型表面,采用有限元方法应力计算,实现了轴流式水轮机转轮叶片的刚强度分析。结果表明,在三个计算工况点中,算例中叶片的应力和变形最大值出现在最大水头额定出力工况。     

水轮机转轮不平衡测试及其动力学分析

通过水轮发电机组的变转速实验对水轮机转轮处测试数据进行了分析。为避免信号中转频以外的其他频率成分对分析结果的影响，采用FIR数字滤波器对信号进行了滤波，根据滤波信号合成的轴心轨迹以及振动量与转速的关系，判断出水轮机转轮处的振动主要由质量不平衡造成；根据建立的机组轴系动力学模型，计算得到了测试位置处振动最所对应转轮的质量不平衡量值的大小。     

混流式水轮机定常流动分析

通过混流式水轮机全流道的定常流动数值模拟,研究混流式水轮机内部尤其是尾水管在不同工况下的流动特点,目的在于探明引起混流式水轮机内部流动不稳定的真正原因.计算结果表明,引水部件的流动,蜗壳鼻端处压力波动均较为剧烈,周向分布不均匀,但是经过固定导叶和活动导叶的过滤后周向分布基本对称.转动部分的流动,小开度低单位转速时,较小的导叶出流角,使转轮叶片头部受到撞击,叶片上横向流动和背面的叶道涡严重,转轮出口靠上冠处有回流和横向流动,泄水锥下方回流严重;大开度时,转轮进出口流态都得到改善.尾水管内,小开度时,锥管中心回流严重,大部分水流流向外缘,受肘管的影响,锥管和肘管内部形成两个涡流区,主流流经支墩左侧,右侧较为紊乱;最优开度时,尾水管内部水流流线顺畅,支墩两侧水流平稳性基本一致:大开度时,尾水管主流向锥管中心聚拢,经过肘管的转弯时,出现很多局部的旋涡流动,支墩右侧水流相对平稳,而左侧较为紊乱.研究结果为压力脉动测量位置的选择提供理论依据.     

水轮发电机组故障诊断的反向选择算法

本文提出了一种水轮发电机组故障诊断的新方法。该方法将生物免疫系统中的“自己_非己”理论应用于水轮发电机组故障诊断中,采用贪婪算法产生检测器集,使得所产生的检测器集能够更好的覆盖各种故障模式,从而实现了对水轮发电机组故障的分类诊断,并通过实例证明了该方法的有效性。文中最后对试验结果做出了分析。     

大型水轮发电机组轴系非线性瞬态响应分析

以某电站水轮机组为例,建立了水轮发电机组主轴系统动力特性计算的非线性模型,在考虑发电机电磁拉力、水的附加惯性的基础上,同时考虑了水轮机转轮水激力的非线性对水轮机组振动的影响。采用Riccati传递矩阵法和Newmark-β法相结合的方法,对该机组轴系的非线性动态特性进行了比较计算分析,给出了计算结果和讨论,为以后对大型水轮发电机组的轴系动力特性分析提供了参考和技术支持。     

基于遗传算法的水轮机智能PID调速器研究

本文针对水轮机常规PID调速器中不能根据系统的动态过程自动调整控制参数的缺点 ,提出一种新的基于遗传算法的模糊自适应PID控制算法 ,该方法采用遗传算法优化模糊推理的模糊规则 ,并通过模糊推理求解PID参数的变化量。经过仿真表明 ,该控制算法具有良好的静态和动态性能 ,并且具有很强的鲁棒性     

轴流式水轮机轮缘间隙三维紊流数值模拟

应用雷诺应力模型对轴流式水轮机轮缘间隙的三维紊流流动进行了雷诺平均N-S方程的数值计算与分析.对转轮直径为340 mm的5叶片轴流式水轮机在轮缘间隙为0mm、0.25 mm、0.5 mm、1 mm时分别进行了分析计算,分析了轴流式水轮机轮缘问隙对叶片压力分布、速度矢量、数值效率和间隙漏水量的影响,研究了轴流式水轮机轮缘间隙内流动规律,提出了轴流式水轮机轮缘间隙对轴流式水轮机优化设计的重要性.实例表明,用三维紊流数值模拟方法研究轴流式水轮机轮缘间隙是改进和优化轴流式水轮机设计的一个重要过程.     

混流式水轮机的非定常流动分析

通过混流式水轮机定常和非定常流动计算,研究混流式水轮机在不同开度下的流动特点,阐述非定常流动分析结果。非定常流动计算结果表明:开度a12时,转轮出口靠近上冠处压力脉动不显著,中间流线和下环处脉动较为强烈;尾水管中涡带主要集中于直锥段,呈螺旋型,在肘管处逐渐变小消失。尾水管内部压力脉动主要集中在直锥段和肘管,频率为低频,是转频的0.233倍;其中直锥段脉动幅值较大,内外两侧压力脉动频率基本一致。开度a24时,转轮出口靠近上冠处没有回流,脉动小,中间流线和下环处压力脉动更为剧烈,脉动频率为转轮频率与叶片数乘积的倍数;尾水管涡带在直锥段水流形成的呈柱状涡,在肘管变成较小的螺旋型涡带,其结果是长的涡带在尾部形成像钻机式的切削作用,对水轮机效率和稳定性产生严重的影响,涡带的长度为研究混流式水轮机尾水管深度和优化设计提供理论依据。