混流式水轮机改造前后内部流动特性对比分析

为探究将某高水头电站原常规混流式水轮机转轮改造为长短叶片式转轮后的能量性能、空化性能以及水力稳定性的改变,采用流场数值模拟的计算方法对改造前后水轮机运行在典型工况(小开度工况、额定工况、大开度工况)下进行全流道三维定常空化湍流计算以及全流道三维非定常湍流计算分析。计算结果表明,改造后的水轮机效率在小开度工况处提高了6.7%,额定工况处提高了6.2%,大开度工况处效率提高了6.8%;改造后水轮机空化性能在大流量工况处得到了大幅度提高;改造后水轮机压力脉动幅值在小开度工况处降低了20.9%,额定工况处降低了21.5%,大开度工况处效率降低了13.8%(监测点1处)。研究结果对类似混流式水轮机的改造有一定的指导作用。     

混流式水轮机内部空化流动数值模拟

为探究不同比例的长短叶片对混流式水轮机内部流场空化特性的影响,基于欧拉-欧拉方法中均匀多相流假设的混合两相流体无滑移模型,采用RNG k~ε湍流模型以及三维时均N-S方程,对各混流式水轮机进行全流道三维定常空化湍流计算,获得了3种不同比例长短叶片对应的混流式水轮机在各空化系数下空泡相的流动特征以及各水轮机对应的σ~η曲线图。计算结果表明,当长短叶片比例为0.47时,水轮机临界空化系数最小,为0.060 8,相比长短叶片比例为0.6时降低了8.82%;当3种水轮机处于同一空化系数下时,该型水轮机效率最高;随着水轮机转轮短叶片的增多,水轮机的空化性能及能量性能得到了明显的提升。研究结果对长短叶片混流式水轮机的设计、优化和改型等具有一定的指导意义。     

核主泵关键过流部件非定常流动特性分析

为改善核主泵的水力性能,减少核电事故,促进核主泵的国产化,对混流式核主泵的水力单元进行了定常与非定常数值计算,以探究其关键过流部件的流动特性。对流量在0.2~1.0 Q0工况条件下核主泵的外特性进行了分析,重点对其极小流量工况、最优工况以及设计工况下叶轮与压水室的内流特性进行了分析研究。结果表明,叶轮叶片的进口靠近后盖板的位置容易出现涡流,在叶轮的出口部位,压力脉动最为剧烈,而且叶轮的压力波动幅度明显要高于压水室的;压水室类球形蜗壳内的流体流动呈螺旋状,在其近壁面,特别是类隔舌的位置,较易形成不稳定的流动;叶轮与压水室压力脉动的主频与叶频相近,核主泵水力单元的最优工况出现在0.8 Q0,其效率为82.22%;同时研究结果还表明,如果流量过小,则易造成大量的绕流漩涡,而且压力脉动的程度也将随之显著增加。     

叶轮叶片数与核主泵叶片反击系数的关系

为提高核主泵的水力性能,从结构方面考虑,利用数值模拟方法对核主泵进行了全流道三维模拟仿真,研究了叶轮叶片数为5~9的叶轮内部流动特性,探讨了叶轮叶片数与叶片反击系数之间的联系,并分析其与叶片泵性能之间的关联。结果表明,叶轮叶片数适当增加,对提高叶片反击系数和泵的整体性能是有利的,而叶轮叶片数过多或过少均将引起叶片反击系数的下降。在叶轮叶片数为7时,叶片反击系数和效率均达到了最高值,对叶片泵的优化设计具有一定的参考价值。     

多工况下混流泵叶轮非定常空化特性分析

叶轮空化是降低混流泵水力效率与使用寿命的重要原因之一。为进一步优化叶轮流道,改善混流泵的空化性能,基于计算流体力学方法对某混流式模型泵进行全流道汽液两相流非定常流动数值模拟,以分析0.5Q~1.0Q工况下混流式叶轮的空化特性。重点探究不同空化余量对空泡体积分数的影响,研究空泡的分布特点,捕捉空泡随时间的变化规律。结果表明,在叶轮背面进口边附近最先初生空化,体积组分大的空泡多集中于叶片头部,若空化余量足够低,整个叶轮流道将被空泡占据。随着流量的降低,混流泵的临界空化余量值有所下降,但流量越低空泡严重发展的速度越快,且空泡含量的变化成指数函数增加。     

磁力探测日本遗弃化学武器研究

二战期间,日本在我国领土上遗弃了大量的化学武器,其埋藏情况十分复杂,探测非常困难,目前国内外还没有专门针对这类特殊目标体探测的研究资料和成果.为彻底销毁日本遗弃在我国领土上的化学武器,净化国土,保护环境,本文通过大量的研究和试验,建立了磁力探测日本遗弃化学武器的方法,并进行了实际应用,得到了满意的结果.     

混流式水轮机压力脉动特性研究

为探究不同长短叶片比例对混流式水轮机压力脉动特性的影响,基于流场数值模拟的计算方法,对不同长短叶片比例的混流式水轮机进行全流道三维非定常湍流计算。计算结果表明,混流式水轮机内部的压力脉动主要由转轮和导叶的动静干扰以及尾水管的低频压力脉动所致;当短叶片出口离转轮旋转轴最近点处与长叶片直径之比为0.6时,混流式水轮机效率最高,为92.66%,且该混流式水轮机各过流部件对应的压力脉动幅值以及振动幅值也最小,水力稳定性最好。对研究背景、计算方法与步骤,以及计算结果的分析等情况均作了较为详细的介绍。     

基于氧化铟锡主动超表面的相位调制

透明导电氧化物由于特殊的光学性能,已经被广泛地运用于光电器件中.在近红外波长范围内,其介电常数实部将从正转变为负.在介电常数近零(ENZ)区域中,光与物质之间将产生强相互作用,由此将有望实现较宽的相位调制.采用基于氧化铟锡(ITO)的金属-氧化物-半导体电容器(MOS)结构,通过施加0～5 V的偏置电压,对界面附近1 ...     

对2个优化目标要求的离心叶轮入口直径计算模型的分析

提高离心叶轮水力效率与抗空化能力是叶轮设计过程中追求的2项重要技术指标,这2项指标与叶轮进口直径有密切的关系。为实现不同叶轮的性能预期,进口直径应有不同的取值范围。通过对2个叶轮入口直径优化模型的数学分析,阐明叶轮入口直径在不同性能要求下的取值规律,为正确确定叶轮直径提供理论基础。同时,还从不同角度论证了进口直径对叶轮几何形态和水力性能多方面的影响。     

小流量工况下混流式核主泵叶轮压力脉动分析

为探究小流量工况下混流式核主泵叶轮的压力脉动特性,基于计算流体力学方法,对核主泵迚行全流道定常与非定常数值模拟。寻找叶轮压力脉动的觃律,分析压力脉动的时域与频域特性,探究产生压力脉动的原因。结果表明,叶轮内压力脉动主要表现为叶频及其谐频诱发的振动,叶轮与导叶之间的动静干涉作用是叶轮内产生压力脉动的主要原因。叶轮叶片静压值以近似正弦的觃律变化,且主要集中于中低频压力脉动。随着流量的减少,叶轮叶片迚口处中低频压力脉动的幅值增大。若流量过小,整个叶轮的振动都将明显加剧。