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     

轴流式水轮机叶片的应力状态

本文通过陆水电站4号机叶片应力实测结果的分析和与现有文献资料的比较,对轴流式水轮机在稳定运行工况以及在启动、甩负荷等过渡工况下叶片的应力状态进行了较为详细的阐述。     

轴流式水轮机叶片进口边优化

基于平面叶栅设计方法进行叶栅的初步设计与参数化表达的基础上,对水轮机叶片的进口边进行优化设计。该方法结合N-S方程流场数值模拟,采用NSGA-Ⅱ多目标的优化算法,通过控制叶片轴向和周向两个变量的变化进行优化。结果表明,优化效果良好。     

轴流式水轮机叶片数控加工工艺

本文根据实际加工轴流式叶片的经验,对该种叶片采用5轴联动数控加工所需的工艺方法、工艺参数、夹具、刀具及须要注意和改进的问题进行了论述。对所需的机床、液压支撑、真空支撑系统和主要刀具已在混流式叶片数控加工工艺中进行了说明。     

水轮机转轮叶片几何和力学参数计算

根据叶片木模图中数据给定方式,推导了混流式和轴流式水轮机转轮叶片的体积、重量、重心位置及正、背面面积计算公式,编制了计算程序。     

水轮机稳定运行对引水系统几何参数的要求

在Thoma1910年计算调压井水位波动数学方程的基础上,进一步计算出表征引水系统几何参数的一个固有特征值———自然流量Qn。再深入分析证明,当水轮机的运行流量Q0<(0.15～0.25)Qn时,这种运行可能会出现振动,表征出了水轮机稳定运行对引水系统几何参数的要求条件,该结论与Thoma的调压井水位波动稳定条件具有同等的工程参考价值及可信程度,因为它们都来自于同一的Thoma模型。     

轴流式水轮机叶片裂纹分析与防治

针对轴流式水轮发电机组在运行不长时间后,叶片出现大量有规律分布裂纹的缺陷,用有限元法对叶片进行了强度和振动计算;对运行中的机组进行了振动和压力脉动测试,并结合焊接工艺和质量的分析,采取减小叶片根部的应力集中、改变叶片出水边钋缘的几何形状、增大焊缝熔深和熔宽等措施,使叶片裂纹得到了有效的控制：     

轴流式水轮机五叶片模型转轮试验报告

本文给出了轴流式水轮机五叶片模型转轮能量、汽蚀和力特性试验的结果,介绍了与A30和ZZ587a作对比试验时的情况。试验结果表明,该五叶片转轮性能较好,符合我国水轮机型谱的要求。     

轴流式水轮机叶片数控加工刀具应用分析

对轴流式水轮机叶片五坐标加工用数控刀具的应用情况进行了简要分析和论述，包括叶片数控加工中刀具的国产化研制、刀具修复及取得的经济效果。     

轴流转桨式水轮机性能预测及运行综合特性曲线绘制

本文对轴流转桨式水轮机进行了全流道三维定常湍流计算,完成了200多个工况点的计算.预测了水轮机的能量性能和空化性能,在此基础上通过包络线法绘制了机组在各个水头下的运行特性曲线,并进一步通过绘制一系列的等效率曲线、等空化系数曲线等得到了水轮机的运行综合特性曲线.计算模型建立在雷诺时均连续性方程和Navier-Stokes方程的基础上,选用标准k-ε双方程湍流模型使方程组封闭,数值求解通过SIMPLEC算法实现速度、压力的分离求解.     

轴流转浆式水轮机数字调速器的仿真以及PID参数优化

本文用离散系统理论,建立轴流转浆式水轮机微机调速器的数学模型,并且通过脉冲传递函数和它的z反变换,得到微机调节器的每个采样周期的离散控制量,同时解决了过渡过程计算中不同的采样周期与计算时步协调的问题。然后与原有的过渡过程计算程序结合计算轴流转浆式微机调节系统的小波动工况,且对仿真结果进行了分析。在此基础上用单纯型加速法进行PID参数优化,分析了目标函数形式对过渡过程的影响。     

轮毂间隙对轴流转桨水轮机性能影响的研究

应用CFD商业求解器ANSYS CFX-14对一转浆水轮机轮的内部流场进行数值模拟,来研究轮毂间隙流动对水轮机性能及内部流场的影响。计算流域包含所有过流部件的全流道,计算网格采用高质量的多块结构化网格,湍流通过剪切应力传输(SST)湍流模型来模拟。为了细化前后轮毂间隙对流场的影响,共计算了四种几何模型,包括没有轮毂间隙、只包含叶片头部的轮毂间隙、只包含叶片尾部的轮毂间隙、包含叶片头尾部的轮毂间隙。通过对各种计算结果的比较和分析发现,转轮尾部轮毂间隙对水轮机流场的影响比头部轮毂间隙影响大。间隙流动导致转轮最优工况点效率下降了0.35%,水轮机总体效率下降了0.15%。但间隙流动同时改善了下游尾水管内中心附近的流态,导致尾水管内的水力损失有所下降。     

基于ANSYS的轴流式水轮机空心活动导叶结构优化分析

活动导叶是水轮机的主要部件,对水轮机安全稳定运行具有重要作用。本文为提高轴流式水轮机空心活动导叶的刚度,同时控制其材料用量,采用有限元方法,研究了不同导叶瓣体内部结构对其刚度的影响。结果表明:导叶瓣体钢板厚度、纵向筋板厚度和位置以及内伸轴头长度对导叶刚度影响显著;横向筋板和多个纵向筋板对导叶刚度影响不明显。通过对不同结构重量的对比分析,提出轴流式水轮机空心活动导叶的优化结构,为同类型水轮机活动导叶设计提供参考依据。     

轴流式水轮机内三维空化湍流的数值研究

采用一种完整空化模型和一种混合流体两相流模型,对轴流式水轮机全流道内的定常空化湍流流动进行了数值模拟。根据模拟结果,考察了水轮机在低尾水位下运行时流道内空化发生的部位和程度,并对水轮机的空化性能进行了预估。数值预测的空化流动现象与模型水轮机空化试验中所观察到的现象基本一致,说明数值模拟结果可为水轮机的空化性能预测提供参考。     

涡轮叶片NiCoCrAlYTa涂层超声测厚

NiCoCrAlYTa涂层作为航空发动机高温部件的抗氧化涂层而得到广泛应用,涂层的厚度影响其抗氧化性能。利用超声波在涂层和基体间传播中的信号突变现象,采用小波变换技术分离出信号突变点和突变点间时间间隔,计算出涂层厚度,并应用于带有NiCoCrAlYTa涂层的涡轮叶片厚度测量,超声涂层厚度测量结果与金相解剖厚度测量数据进行对比,研究结果表明,使用的超声涂层厚度测量方法获得的涂层与金相法测厚数据基本接近,在平均厚度150μm,测量相对误差在5%以内。     

轴流转桨式水轮机空化振动监测的试验研究

为满足电厂水轮机空化监测的需要,本文采用自行设计的空化监测系统对葛洲坝电厂某轴流转桨式水轮机组的现场空化特性进行了试验,通过数据采集和信号分析对多个工况下的水轮机空化信号特征进行了研究。试验中采用4个1-20kHz的高频振动加速度传感器,对水轮机四个不同位置的空化信号进行同时采集。试验表明在同一工作水头,多个工况下,水轮机的空化振动能量主要在2kHz以上,空化振动强度随着机组出力的增加而增大,在水轮机导叶轴和支持盖上所监测到的空化信号特征较尾水管处明显;同时也发现在该试验水头下115MW出力的空化振动能量较110MW和130MW小,是一个理想的工作点。这些结论对电厂的水轮机经济运行具有实际指导意义。     

风力发电机运行特性分析研究

介绍了不同类型的风力发电机组的数学模型,采用PSASP软件,以WSCC3机9节点为例,分析了不同类型风电接入系统的暂态稳定性,通过仿真结果表明,对于小干扰稳定,风电接入后对系统的阻尼特性均有不同程度的改善;系统发生故障时,双馈风电机较直驱风电机的功率输出平滑,但双馈风电机的在电压恢复上更为有利。