灯泡混流式水轮机的研究与设计

本文作者将混流式水轮机的转轮应用于灯泡式机组中，介绍了这种灯泡混流式水轮机的基本原理、水力性能、水流运动规律及其过流部件的水力设计理论，并提出了这种水轮机的结构设计方法。通过分析研究，这种新型水轮机具有混流式水轮机和贯流式水轮机的优点，而避免了它们的缺点，可以在较宽的应用水头范围内替代现代应用最广泛的混流式水轮机，广泛使用于中小型水电站中。     

灯泡混流式水轮机流道系列的设计

从水力性能和水流运动规律出发，对灯泡混流式新型水轮机的流道进行了研究，提出了确定灯泡混流式水轮机过流通道的系列几何形状及参数的方法，得出灯泡混流式水轮机的最佳应用水头范围为20～300m。本设计可为新型水轮机的产品开发和设计提供重要的参考依据。     

高水头贯流式水轮机性能分析

本文在分析高水头贯流式水轮机,现代混流式和一般贯流式水轮机水力性能及汽蚀性能的基础上,阐明了高水头贯流式水轮机是一种很有发展前途的水轮机。     

基于BladeGen的混流水轮机转轮叶片优化研究

基于CAD-CFD软件对混流式水轮机转轮叶片优化进行研究,使用Workbench/BladeGen进行参数化造型,结合CFD实现了对转轮整体性能的优化设计。首先根据二元理论设计出适用水头为140 m～170 m的混流式水轮机转轮,根据流场数值分析结果,利用BladeGen控制与优化转轮的几何参数,最终改善了流态并提高了效率。BladeGen可以方便地控制转轮的结构参数,便于探讨水轮机结构与性能的复杂关系,在水力机械设计中具有较好的应用前景。     

确定水轮机转速的一种新方法

<正> 在水轮机制造行业中,确定水轮机转速的现行方法是导出每种型号水轮机的比转速和净水头之间的经验公式。因而,水轮机转速变成水头、直径和转轮进口速度的函数。前两篇文章中,作者阐明了转轮叶片数目对水轮机装置有直接影响。叶片数目也影响到水轮机的转速。本文将表明,在考虑了转轮叶片的数目和尾水管型式后,有可能导出一个更精确的水轮机转速方程。该方程能用于各种类型的反击式水轮机。(明槽式、灯泡式、卡普兰式、定浆式和混流式)这个新的方程是在对于155台水轮机组分析的基础上而建立起来的。 Schweiger和Gregori导出了比转速的最新公式,如下所示比转速n_q和水头h之间的三     

向家坝巨型混流式水轮机运行稳定性研究

向家坝巨型混流式水轮机容量为当今世界之最。对于巨型水轮机来说,能量、空化和稳定性是关注的焦点和研究的重点。随着机组容量和尺寸的增大,机组振动问题对安全运行影响较大,在追求优良的能量和空化指标条件下,要求获得水轮机稳定运行范围宽的水力性能。本文重点分析向家坝巨型混流式水轮机能量、空化和稳定性,并把水力稳定性放在首位;同时展望我国巨型水轮机的发展方向。     

混流式转轮叶片优化设计的理论探讨

本文针对混流式转轮水力设计中的一些具体问题，综合参考气体透平机械和平面叶栅的优化设计方面的研究成果，结合混流式转轮的流动特点，建立了一套较为完整的混流式转轮叶片的优化设计数学模型，使混流式水轮机转轮叶片在回转流面上的叶型优化设计问题归结为非线性规划问题的最优化解，如将该方法与已开发的水力ＣＡＤ系统结合使用，将会使水力ＣＡＤ系统发挥更大的作用。     

贯流混流式水轮机固定导叶的研究设计

通过对贯流混流式水轮机固定导叶设计理论及设计方法的探讨,认为其固定导叶的设计不同于常规水轮机的固定导叶设计,所提方法对完善这种新型水轮机的设计理论具有一定的参考价值。     

灯泡混流式水轮机的全流场解析

用Fluent软件对新型的灯泡混流式水轮机进行三维造型设计和流场解析，揭示各个过流部件的流动情况，检验导叶设计理论的合理性。根据流场分析结果，对固定导叶的设计提出新的设计方法。     

水轮机水力阻抗特性研究

推导了开度不变、转速不变和出力不变、转速不变两种运行条件下水轮机水力阻抗计算公式,分析了这两种运行条件下机组水力阻抗的差异,指出在混流式水轮机运行范围内,在前者条件下机组水力阻抗大于0,在后者条件下机组水力阻抗小于0.通过理论分析和数值计算相结合的方法,研究了机组水力阻抗对水电站有压输水系统自激振动特性的影响.研究表明:机组水力阻抗的正负决定了系统衰减因子的正负及大小,对系统频率的奇偶性具有选择性.     

水轮机尾水管内的流动模拟

混流和轴流定浆式水轮机在部分负荷下运行时,尾水管中常出现较为强烈的振动。这种振动主要是由尾水管中的旋涡带所致。本文通过尾水管内流动的模拟,导出了由尾水涡带所引起的周期性振动的振动频率和脉动压力的计算公式。     

黄河流域水电站混流式水轮机的磨蚀与防护研究

由于黄河水流的特性,使水电站混流式水轮机磨蚀严重的部位依次是叶片背面出口边靠近下环处、叶片之间的上冠流道、下环内外表面等.根据磨蚀规律,论述了水轮机磨蚀防护一般采用的效果较好的防护措施,如涂层防护、优化转轮设计、减少过机泥沙等,可为工程应用参考.     

混流式水轮机空化流动特性分析

采用混合物空化模型对混流式水轮机的内部流场进行了数值计算,得到了大流量工况、最优流量工况、小流量工况水轮机的内部流动特性。计算结果表明：在大流量工况和小流量工况下,尾水管中心截面的低压区与涡带是相对应的,压力脉动的幅值主要受尾水管涡带直径两端压力差的影响,其尾水管进口段左右两侧以及弯肘段附近均有较大的漩涡区域,造成较大的能量耗散,尾水管内有明显的回流现象,水轮机内部流动比较紊乱。     

液力透平进口截面对水力损失及速度矩的影响

为减小液力透平各过流部件的水力损失,提高液力透平的效率,在不同蜗壳进口截面下将一单级液力透平蜗壳的基圆作为一环线,计算沿该环线的切向速度值,根据基圆半径计算出相应的速度矩,并在环线上分别设置4个监测点,利用ANSYS软件计算监测点处的速度矩随流量的变化规律,最后研究蜗壳进口截面对各过流部件水力损失的影响。结果表明:所选液力透平的蜗壳最佳进口直径为65mm,改进后液力透平的效率比原设计下的效率提高了1.83%,且在该蜗壳进口下叶轮进口的速度矩波动幅值最小;随着蜗壳进口直径的增加叶轮进口的速度矩逐渐减小,蜗壳收缩管的收缩率逐渐增加,收缩管中的水力损失逐渐减小。       

大型汽轮机油涡轮参数化设计模型与特征属性

润滑油系统是保证汽轮发电机组正常运行的重要组成部分,而油涡轮则是600 MW及其以上大容量机组润滑油系统的核心部件,目前国内大多采用技术图纸引进方式进行制造,而对其内部流动机理与设计方法研究较少.在分析油涡轮部件的基本结构与工作原理的基础上,通过借鉴径流式与冲动式涡轮的设计理论,提出了基于速度三角形与冲量定理建立的油涡轮基本原理模型、特征方程以及关键影响因素,利用经过精度验证的水力性能数值试验模型验证了其正确性,并以此为基础,建立了油涡轮的参数化设计模型,找出了油涡轮的固有属性,为油涡轮的设计提供了相关设计准则.     

基于多工况数值试验的水轮机改造优化设计技术

传统的水轮机改造方法是针对水电站水轮机中拟改造的过流部件和实际运行条件,采用类似新电站设计的多方案设计和模型试验进行性能对比来论证改造方案和验证设计。在水轮机改造过程中,因受到了已有流道的限制,其过流部件与新建电站的设计思路有很大的差异。我们根据水轮机改造中过流部件设计的特点,基于数字化设计与试验的思想,对整个流道进行联合的三维粘性流动数值模拟。在数值模拟的基础上进行性能预测,以数值试验取代模型性能试验,提出一套基于数值试验的水轮机改造技术,并简介在水电站水轮机改造中的应用情况。     

水轮机选型设计数据库的建立

本文作者探索了水轮机选型设计过程中的数据处理及数据库的建立方法 ,并建立了水轮机过流部件水力设计库。据此采用VisualBasic6开发了选型软件包。     

基于ACIS的水轮机转轮三维造型技术

传统的水轮机转轮设计包括流体动力学设计和几何设计 ,在几何设计中采用二维木模图来表示叶片 ,不能满足数字化设计与制造的要求。作者介绍利用VC 和ACIS开发转轮的三维造型及实现方法 ,通过三维造型功能的开发 ,实现转轮流体动力学设计与三维几何设计一体化