冲击式水轮机泥沙磨损试验测试系统研发

冲击式水轮机在多沙河流上运行时会面临十分严重的泥沙磨损问题。针对目前国内缺乏冲击式水轮机泥沙磨损研究试验系统的情况,研发了一套冲击式水轮机泥沙磨损试验测试系统。该系统由管路及供水系统、沙水池及泥沙搅拌系统、水轮机试验机组、数据采集与测控系统等部分组成,可支持最高水头800 m、最大流量300 m³/h和最高水轮机转速2 500 r/min的冲击式水轮机泥沙磨损和性能试验,采用可编程控制器(PLC)和LabVIEW软件可实现供水泵启停、水轮机转速调节和管路阀门自动控制,同时能实时监测水轮机转速、水头、流量等关键参数。经过试验显示该泥沙磨损试验测试系统具有精度高(达0.3%)、自动化水平高、运行稳定、操作简单以及人机界面友好等特点。     

冲击式水轮机水斗根部的工艺性结构优化

针对冲击式水轮机水斗根部难于加工的问题,根据水斗结构复杂和开放性差的特点,对水斗数控加工中遇到的被加工表面曲率过大以及刀具与被加工面干涉造成的铣刀长径比过长,难于实现加工的情况,以某冲击式水轮机转轮结构为基础,对水斗根部卸荷面附近区域进行结构优化.建立了水斗有限元分析模型,计算并施加等效的边界条件和载荷.有限元分析结果表明:水斗e方案平均应力小于许用值60 MPa,交变应力幅值小于许用值30 MPa;且该方案满足数控可加工性和水斗强度要求.     

渔子溪电站水轮机转轮叶片泥沙磨损研究

渔子溪系山区河流,泥沙含量大,渔子溪电站水轮机转轮的泥沙磨损严重。本文通过数值计算和试验分析的方法,对渔子溪电站的水轮机进行沙水流动的数值模拟和水轮机转轮叶片的泥沙磨损试验,得到水轮机转轮的泥沙磨损情况,预估出转轮的磨损寿命,并提出抗泥沙磨损的措施。研究结果对优化渔子溪电站水轮机运行策略提供了重要依据,用以指导电站运行管理人员有针对性地回避发生严重磨损的运行工况,以此达到保证机组安全运行、减轻转轮磨损、延长转轮使用寿命、最大程度减少电量损失的目的,同时也对其他多泥沙河流水轮机抗磨研究和运行具有重要的指导意义。     

水斗式水轮机喷针的轴向水推力数学解析法

本文通过数学分析建立了水斗式水轮机喷针在任意行程位置时的轴向水推力的解析公式,它使水轮机调速功和喷针杆强度计算精度提高,并且使计算辅助设计得以实现。     

冲击式水轮机配水环管和厂房结构静动力承载性能研究

为研究冲击式水轮机配水环管在高内水压力作用下的损伤特征,及其对结构动力特性的影响,基于混凝土塑性损伤模型,对配水环管和厂房结构进行了非线性有限元静力分析,并在此基础上计算了结构的自振特性和机组振动荷载作用下的动力响应。结果表明：配水环管虽保压埋设,但由于内压较高,配水环管外围混凝土在管顶、管腰内侧和岔管处仍易出现损伤,且管顶和管腰的损伤贯穿至混凝土表面,大部分内水压力由钢衬和钢筋承担;分岔处应力集中明显,但因管径较小,钢衬厚度较大,钢衬和钢筋的应力仍能满足安全需要。配水环管外围混凝土的损伤,使局部结构刚度降低,导致机墩不均匀上抬变形和振动响应有所增加,但不会对整体结构的承载力造成明显影响。     

双组分颗粒混合下气液固鼓泡床流动特性研究

对气液固鼓泡床中两种颗粒的气相、液相和固相各相流动进行数学建模,对相同密度不同颗粒尺寸的两组分颗粒混合,以及相同尺寸不同颗粒密度的两组分颗粒混合进行了数值模拟研究. 结果表明,不同颗粒尺寸双组分颗粒混合,加入的颗粒尺寸越大,靠近床层底部的颗粒更易被流化,同时颗粒尺寸较小的颗粒更易被流化. 不同颗粒密度双组分颗粒混合,更轻的颗粒的加入能够促进原颗粒的流化. 密度较大颗粒的加入对床内中下部气含率值的影响较大,颗粒密度越大,气含率值越低.     

气-液-固三相喷射床流动特性研究

模型实验研究证明带中心导向管的气－液－固三相喷射床操作稳定,床内液固相具有连续稳定的轴向内循环运动,并可由操作参数求得循环流速为该技术运用于湿法冶金等液固相反应具有能耗低、效率高、操作稳定等诸多优越性     

液幕式烟气脱硫塔气液两相流动特性研究

针对液幕塔这一新型湿法烟气脱硫装置,从喷嘴的射流特点出发,对回落液幕分布规律、液滴的粒径分布和液幕塔内气液流动特点进行了分析,结合试验结果理论分析了顺流/逆流吸收塔内液幕床层高度并分别对烟气速度、液气比对床层压降的影响进行了试验研究。得到了液幕床层高度计算公式和床层阻力系数计算的关联式,为液幕塔的设计和优化提供了基础性试验数据。     

自激吸气式脉冲射流装置压力及流动特性的研究

利用自制的射流试验平台对自激吸气式脉冲射流装置进行了冲击试验,测量了装置腔体上典型测点压力和靶心冲击力时间历程,运用高速摄像技术观测了装置内部水气流动过程,分析不同结构参数和运行参数下典型测点压力与冲击力脉冲效果,研究了典型测点压力、冲击力脉冲效果与水气流动过程之间的关系。研究结果表明：腔长、下喷嘴直径、工作压力和围压对吸气量有明显的影响;腔长和下喷嘴直径对碰撞体测点压力脉冲效果、冲击力时均值及其脉冲效果均有较大影响,存在着最佳结构参数使装置吸气量、冲击力时均值最大且脉冲效果最好;工作压力和围压对冲击力时均值及其脉冲效果影响较大;装置吸气后腔内形成了气水旋转涡团,气水旋转涡团与碰撞体测点压力和冲击力脉冲效果存在着明显的对应关系,解释了装置产生脉冲射流的原因。