小型混流式水轮机转轮优化设计及数值模拟

针对某小型混流式水轮发机电组长期受到转轮流道堵塞、出力受阻问题,提出在基本不改变水轮机原性能参数的条件下,以加大叶片开口为优化目标的转轮流道优化方案,并对优化后的水轮机转轮流道进行数值模拟。数值模拟及现场运行表明了该转轮优化设计方案的正确性。     

含水河流中混流式水轮机转轮优化设计的研究及其软件包的开发

通过对水轮机泥沙磨损机理和磨损条件的分析，提出了改善水轮机磨损条件的措施，在二元理论基础上，对含沙河流中混流式转轮叶片设计方法进行了研究，采用了稳定可靠的数值计算方法，进行了转轮流场计算，叶片数值积分，叶片加厚等工作，对初步设计的转轮进行了效率和磨损预测，开发了一套实用的含沙河流中混流式转轮叶片水力设计计算辅助设计系统，并给出了一个运用该软件的设计实例。     

基于虚拟仿真技术的水轮机转轮的优化设计

转轮是水轮机的核心部件,直接影响水轮机的正常运行和经济效率.通过传统的实物模型试验的方式研制转轮成本较高,周期又很长.采用计算机仿真实验的方式替代传统的实物模型对混流式水轮机转轮进行优化设计,并介绍虚拟仿真技术在转轮优化设计的应用。     

含沙河流中混流式水轮机转轮优化设计的研究及其软件包的开发

通过对水轮机泥沙磨损机理和磨损条件的分析 ,提出了改善水轮机磨损条件的措施 ,在二元理论基础上 ,对含沙河流中混流式转轮叶片设计方法进行了研究。采用稳定可靠的数值计算方法 ,进行了转轮流场计算、叶片数值积分、叶片加厚等工作。对初步设计的转轮进行了效率和磨损预测。开发了一套实用的含沙河流中混流式转轮叶片水力设计计算机辅助设计系统 ,并给出了一个运用该软件的设计实例。     

含沙河流中混流式水轮机转轮优化设计的研究及其软件包的开发

通过对水轮机泥沙磨损机理和磨损条件的分析,提出了改善水轮机磨损条件的措施,在二元理论基础上,对含沙河流中混流式转轮叶片设计方法进行了研究.采用稳定可靠的数值计算方法,进行了转轮流场计算、叶片数值积分、叶片加厚等工作.对初步设计的转轮进行了效率和磨损预测.开发了一套实用的含沙河流中混流式转轮叶片水力设计计算机辅助设计系统,并给出了一个运用该软件的设计实例.     

水轮机长短叶片转轮三维数值模拟

基于Standard k-ε双方程湍流模型和三维时均N-S方程,进行了混流式水轮机HLA351长短叶片转轮流场的三维湍流数值模拟研究,获得了流道的流速和压强分布.计算结果表明:和常规转轮相比,长短叶片结合的转轮流态较好,流速和压强分布合理,水轮机的全流道CFD分析能够较为准确地预测出水轮机过流部件内的性能参数及内部流场结构.     

四川关州水电站水轮机结构设计

关州水电站为高水头、大容量的混流式水轮机机组,水轮机设计技术参数、结构件强度要求高。对水轮机转轮、转轮摩擦传递扭矩方式、转轮止漏装置、导叶传动机构、主轴下法兰对转轮补气结构、顶盖和蜗壳座环的优化设计和蜗壳水压试验工具的设计。     

湖南镇水电站3号水轮发电机组增容改造

湖南镇水电站3号水轮机组存在设计水头与实际水头不相符的问题，增容改造中，在发电机结构和水轮机固定流道基本不改变的条件下，适当修整尾水管形状，应用按电站实际设计新转轮，采用先进的设计理念，既优化转轮流道中的水流工况，又达到了机组增容的目的，从而获得显著的长期性技术经济和社会效益。     

水轮机转轮安全评估基础方法研究

混流式水轮机在运行过程中产生大量裂纹,严重危及水电站的安全运行.介绍了水轮机组检修现状,结合混流式水轮机转轮提出了3种转轮安全评估方法并进行了可行性分析.利用声发射技术,可在线监测水轮机转轮叶片裂纹的产生和扩展过程,结合振动技术对水轮机进行安全评估,实现了对水轮机的转轮叶片在线状态监测和故障诊断.     

在改造工程中加速混流式水轮机转轮设计的方法（下）

水电站的改造对混流式水轮机转轮设计工具有很高的要求。灵活性，几何形状的适应性，水力精度和高速度是这些设计工具的主要技术。介绍了一种混流式水轮机转轮水力设计的新工具，其中，一种繁殖传算法（breeber genetic algorithm)与混流式水轮机转轮几何形状的参数化定义以及三维欧拉法则模拟相联系，因此，水力设计可自动优化，以使特定的目标函数最小。     

混流式水轮机叶道涡的减轻与消除方法

根据混流式水轮机转轮内叶道涡现有研究资料,介绍了叶道涡的产生原理、分类及危害,重点阐述了补气、转轮叶片修型、活动导叶修型及转轮更换等几种减轻消除叶道涡的方法,为发生叶道涡引起的水轮机事故的水电站提供了参考及借鉴。     

WINDOWS界面下水力-机械过渡过程仿真计算通用软件

水电站水力－机械过渡过程仿真计算通用软件通用性强，能用于装有混流式、轴流转桨式、贯流式或可逆式水轮机的水电站，并适用于何形式的有压过水系统；界面友好，所有数据输入和输出均有明确提示。有用户按界面提示，建立系统结构、初始工部、组合工况和关闭规律等４个数据文件后，通用软件自动形成仿真数学模型，并进行大波动过渡过程、小波动过渡过程仿真计算，确定优化关闭规律、调速器优化参数、调节系统稳定性和稳定域等。软件     

Design and development of guide vane cascade for a low speed number Francis turbine

Guide vane cascade of a low speed number Francis turbine is developed for the experimental investigations.The test setup is able to produce similar velocity distributions at the runner inlet as that of a reference prototype turbine.Standard analytical methods are used to design the reference turbine.Periodic walls of flow channel between guide vanes are identified as the starting profile for the boundary of the cascade.Two alternative designs with three guide vanes and two guide vanes,without runner,are studied.A new approach,for the hydraulic design and optimization of the cascade test setup layout,is proposed and investigated in details.CFD based optimization methods are used to define the final layout of the test setup.The optimum design is developed as a test setup and experimental validation is done with PIV methods.The optimized design of cascade with one guide vane between two flow channels is found to produce similar flow conditions to that in the runner inlet of a low speed number Francis turbine.     

ANALYSIS AND ESTIMATION OF HYDRAULIC STABILITY OF FRANCIS HYDRO TURBINE

With the development of large-capacity hydro turbines, the hydraulic instability of hydro turbines has become one of the most important problems that affect the stable operation of the hydro-electric units. The hydraulic vibration and unstable operation of Francis hydro turbines are primarily caused by the unsteady pressure pulsations inside draft tubes. The forced rotating vortex core at the runner exit and the channel vortices inside Francis turbine runners are origins of the unsteady pressure pulsations when operating at partial load. This paper briefly analyzes the hydraulic instability of operation caused by the vortex core and channel vortices at partial load, then, presents a way to estimate the hydraulic stability by calculation of the flow behavior at the runner exit. The validity of estimation is examined by comparison with experimental data. This will be helpful to evaluate the alternative design and predict the hydraulic stability for both the prototype and model hydro turbines.     

基于UG软件平台的混流式水轮机叶片的三维几何建模

转轮是水轮机能量转换的关键部件,混流式转轮是由一定数量的叶片和具有回转特征的上冠和下环组成。其中,混流式转轮叶片是雕塑曲面体,形状非常复杂。为此,采用NACA Aerofoil数据处理软件,UG建模软件,建立了某混流式水轮机叶片和转轮的三维实体模型。模型与实际情况基本吻合,可供设计研究参考。     

水泵水轮机无叶区压力脉动产生机理研究

抽水蓄能电站厂房振动问题是影响电站及电网安全稳定运行的关键技术难题。本文首先介绍了水泵水轮机无叶区压力脉动的幅值和频率特性,总结出无叶区压力脉动幅值大于其它位置、水轮机工况无叶区压力脉动幅值大于水泵工况、水泵水轮机水轮机工况大于常规混流式水轮机等规律性特征,指出了无叶区压力脉动的主频为叶片通过频率。其次,本文应用自由涡环量等于常数原理,通过对水泵水轮机水轮机最优工况远离运行区、水轮机工况转轮叶片进口速度三角形、飞逸转速工况压力脉动幅值最大等问题的深入分析,提出了水泵水轮机水轮机工况无叶区高幅值压力脉动源自于转轮叶片进水边正面脱流产生的自由涡这一机理性认识。     

复杂结构中裂纹声发射源定位方法的适应性分析

声发射技术是一种动态的无损检测技术,在分析声发射源定位方法研究现状的基础上,结合混流式水轮机转轮提出了复杂结构中裂纹声发射源的3种定位方法,即三维时差定位、区域定位、自适应智能定位法,并给出了声发射源定位系统程序的实现方法。在此基础上,对各种定位方法做了适应性分析与比较,为进行混流式水轮机裂纹定位及发展趋势的预估提供了依据。     

混流式水轮机转轮叶片的自由曲面构造

针对混流式水轮机叶片传统木模图的缺陷，基于参数样条自由曲线造型理论，从叶片木模图所提供的数据出发，生成了叶片的数值模型，为进行叶片振动特性及相关力学特性的数值分析计算提供了原始依据。