南水北调东线淮安二站泵装置模型试验研究

泵装置模型试验是检验和优化泵装置水力性能的重要手段。根据南水北调东线工程淮安第二抽水站的改造需要,为了进一步检验预测泵装置的水力性能,在河海大学水力机械多功能试验台上对淮安第二抽水站立式全调节轴流泵装置进行了能量、空化以及飞逸转速等方面的试验研究。试验结果表明,装置在水泵工况和飞逸工况下均能够安全、稳定地运行,而且也能够满足淮安第二抽水站改造的设计要求。对研究背景、该泵站的主要技术参数、试验的主要内容及其不确定度分析,装置模型的主要参数和试验条件、水泵工况模型的试验结果、原型装置的飞逸转速、原型的换算条件及结果等情况进行了介绍。     

淮阴抽水站可逆式轴流泵装置性能研究

为了满足泵站抽水发电可逆运行的要求,应用Fluent软件,利用CFD数值模拟技术模拟了不同方案的流道内流场,分析了叶片翼型、叶片个数、轮毂比、导叶数量、导叶距转轮出口距离对水泵性能的影响,得到了最优的水力模型装置,即转轮叶片数为4、最优安放角为0°、轮毂比为0.40、导叶数为5、导叶进口边与转轮出口距离为268mm时,转轮具有更好的做功能力,且装置全流道效率和转轮效率达到最大值。根据数值模拟计算设计出的轴流式水泵水轮机转轮特性与模型试验结果比较接近,具备实际应用价值,不仅可节约新转轮的开发成本,且缩短了研发时间。     

水电站叠梁门进水口水力特性数值模拟研究

为研究水电站叠梁门分层取水进水口水力特性,探讨叠梁门运行、布设方案,以某实际工程为例,采用三维水动力数学模型,对不同叠梁门开启工况下的流速分布及水头损失等水力特性开展模拟研究。结果表明：随着叠梁门层数的增加,门顶过流空间不断压缩,加剧了进水口水流的紊乱程度,导致进水口处涡旋的发生;水头损失则随着叠梁门层数的增加先急剧增大再缓慢增大。同时,结合库区垂向水温分布特征,在垂向温差较小的季节,可以选择较少叠梁门层数引水以减少水头损失;在垂向温差较大的季节,可根据目标水温灵活选择叠梁门层数。     

运西水电站竖井贯流式水轮机性能优化

采用雷诺时均方程(RANS),选择S-A湍流模型,运用SIMPLEC算法,利用CFD数值模拟技术,数值模拟了不同方案的运西水电站水轮机流道内流场,分析了转轮直径、叶片翼型、叶片个数、叶片安放角、转轮轮毂、转轮转速、导叶翼型、导叶轴线与机组中心线夹角、导叶个数、叶片及导叶安装位置、导叶开度对水轮机性能的影响,叶片数为3时水轮机装置性能较优,机组最高效率点分别在转速为187.5r/min、导叶个数为15时出现。对原有流道可改变部件做适当优化后,将优化后的转轮应用于电站进行数值计算,根据全流道的数值模拟结果,预测电站改造后机组的水力性能。根据数值计算的结果制作模型水轮机和真机进行模型试验和真机测试。结果表明,数值模拟结果与模型实验以及现场运行结果曲线的变化趋势一致,数值模拟结果基本能够准确反映电站的外特性和内部流场特征。     

后置灯泡贯流泵装置“马鞍”区数值模拟

"马鞍"区是指轴流泵装置在扬程-流量曲线上小流量工况时的扬程随着流量的减小而出现先减后增的一段区域,在该区域内,泵装置运行状况极不稳定。以南水北调东线淮安三站的后置灯泡贯流泵装置为研究对象,采用ANSYS-CFX数值模拟与模型试验相结合的研究方法,计算并分析了"马鞍"区的流动特性,并将其与设计工况时流动特性进行了对比。结果表明:泵装置运行在"马鞍"区时,进水流道出水断面轴向速度的分布均匀度与速度加权平均角,前、后导叶体段的水头损失,过流部件内部流速场与压力场的分布等指标,均达不到设计要求;在"马鞍"区工况内,大流量时的水力性能要优于小流量时的水力性能。     

小样本下改进的PWM方法及其在导弹精度评定中的应用

针对运用经典统计方法对武器系统试验的小样本数据进行分析时存在的不足,基于小样本特征,研究了改进的PWM区间估计方法。通过数据模拟,分别在正态分布、泊松分布以及指数分布下比较了经典方法、百分位法以及改进的PWM方法的优良性,得出改进的PWM方法具有更高的精度,并将该方法应用到导弹精度评定当中。     

斜式泵装置负扬程飞逸过渡过程内部流动特性分析

为了研究斜式轴流泵装置正转飞逸过渡过程的水动力特性,采用数值模拟与模型试验相结合的方法分析了1座斜30⁰轴流泵装置正转飞逸过渡过程中泵装置的内外特性。结果表明,-3.33 m扬程下水泵正转飞逸转速为383.0 r/min,是额定转速的2.72倍,远超同扬程下反转飞逸转速;泵装置达到飞逸工况后扭矩并不恒为0,而是围绕0波动;随着叶轮转速的增加,在出水流道中隔板两侧断面的流量存在明显差异,达到正转飞逸工况后两侧流量相差3倍,偏流程度与转速有关;偏流现象宏观上表现为中隔板两侧流量不均,微观上表现为两侧水压脉动特性迥异;出水流道中隔板两侧的偏流是由导叶出口剩余环量引起的。研究结果对今后斜式轴流泵装置的设计具有重要的参考意义。     

大型立式同步电动机的质量控制

大型立式同步电动机作为大型泵站厂房内重要设备,做好同步电动机在厂制造的质量控制是泵站建设管理中的一项重要工作。从标书编制、设计方案审查、生产制造、中间检查、出厂验收等环节抓好质量控制。     

立式轴流泵装置飞逸过渡过程数值模拟

为了研究立式轴流泵装置飞逸过渡过程的水动力特性,以引江济淮工程派河口泵站为研究对象,采用Fluent 16.0与UDF二次开发程序相结合的数值模拟方法,对立式轴流泵装置的飞逸过渡过程进行了全流场数值计算,获得了机组在飞逸过渡过程中的转速、流量、扭矩、轴向力等外特性参数的变化以及肘形流道内流线的演化特性。研究结果表明：平均扬程下,泵装置飞逸转速约为218.99 r/min,与模型试验换算至原型的值215.33 r/min之间的相对误差为1.69%;飞逸过渡过程中水泵叶轮最大轴向力为225.93 kN,轴向力方向与重力方向相反,小于水泵叶轮自重342.12 kN,整个飞逸过渡过程中水泵机组不会发生“抬机”事故,飞逸过渡过程中肘形流道内出现了高度螺旋状的涡带。研究成果可为今后立式轴流泵装置的设计提供参考与借鉴。     

淮阴第二抽水站机组振动噪声分析及对策建议

泵站机组运行过程中产生的振动和噪声会给运行人员、仪器设备等带来危害。为此，对准阴第二抽水站机组现场监测结果进行分析，发现淮阴二站主水泵叶片与叶轮室间隙超过规范允许值，叶片汽蚀严重，主电机定子、转子老化，转子绝缘可靠性差，加之水泵机组长期大流量工况运行，振动及噪声明显超标，泵装置效率低。根据实际运行工况进行了数值分析，结果表明流量较大时将会导致水泵叶轮叶片工作面的进口边产生流动分离现象，进一步加剧空蚀空化现象，这是导致水泵产生水力振动的直接原因，建议更新改造应该优先考虑重新选择轴流泵水力模型。