向家坝右岸坝后电站水轮机尾水管优化设计

为设计研究适合向家坝右岸坝后电站的尾水管,让整机表现出良好的水力性能,根据向家坝右岸坝后电站的几何控制尺寸,通过不同的锥角、锥管段与肘管段比值的对比分析,兼考虑到施工因素,扩散管断面须倒方角,通过几个方案的对比分析确定了最终的尾水管形状。将最终方案与三峡右岸尾水管进行了CFD分析对比,结果表明该设计方案性能优良。与试验结果的比较表明,该设计方案对尾水管压力脉动有所改善,可有效提高机组稳定性。模型验收试验结果满足合同要求。     

弯曲形尾水管内水压脉动的实验研究

混流式水轮机变曲形尾水管中水流的低频压力脉动是造成这类机组泵动和出力摆的最主要根源，搞清脉动规律，对于研究机组的消振、防振措施是相当重要的，随着各种测试技术的发展，采用模型试验的方法已能对这一问题开展更深入的研究。     

大型混流式水轮机尾水管振动数值模拟及应用

大型混流式水轮机的水压力脉动值不能直接从模型试验值进行换算,给解决真机振动问题增加了不少困难.为此利用CFD数值模拟技术研究了真机尾水管压力脉动的频率和幅值,文中采用3-DCFD对一个大型混流式水轮机的尾水管流态进行了计算,并分析了计算结果;模拟结果与真机实测值相接近,证明了此研究方法的可行性.利用该方法可以在设计阶段预测真机振动性能.     

基于EMD和AR模型的水轮机尾水管动态特征信息提取

提出一种基于经验模态分解(EMD)和自回归(AR)模型的水轮机尾水管动态特征信息提取方法.对经过预处理的信号进行EMD分解,得到包含特征频率的本征模态函数(IMF),对每个IMF建立AR模型,取模型参数作为故障模式识别的特征矢量.以水轮机尾水管压力脉动信号为例,运用此方法进行了尾水管动态特征信息的提取.试验表明,基于EMD和AR模型的特征提取法是故障特征提取的有效方法.     

小波包特征熵提取水轮机尾水管动态特性信息

将小波包多分辨与信息熵相结合,提出了一种故障检测与诊断的方法——小波包特征熵-故障法。首先对采集到的振动信号进行3层小波包分解,在通频范围内得到分布在不同频段内的分解序列,进而建立信号的小波包特征熵向量,选取最能反映故障特征的参数作为特征参数,进行故障诊断识别。以水轮机尾水管压力脉动信号为例,运用此法进行了尾水管动态特性信息提取。试验表明小波包特征熵法是提取故障信息并进行故障识别的一种行之有效的方法,为流体机械的故障诊断开拓了新的思路。     

柘林水电厂B厂机组尾水压力脉动分析

在长达一年多的时间里,对柘林水电厂B厂两台机组分别进行了28台次试验,全面掌握了机组各水头下尾水压力脉动情况和对机组安全稳定运行的影响,分析了不同空化系数以及补气对尾水压力脉动的影响,并将原型机试验结果与模型试验结果进行分析比较。     

弯曲形尾水管内水压脉动的实验研究报告之二进口圆锥角等的影响

尾水管内的水流比较复杂，影响流动的因素甚多，为了充分地认识水压脉动的规律．找到减轻水压脉动的方法，阻提高混流式水轮机运行的稳定性．作者用实验进一步研究了气蚀系数．旋转强度．特别是进口圆锥角对水压脉动的影响等，本文旨在介绍这些方面的实验成果。     

水垫塘底板失稳区脉动压力的实验研究

本文通过水工模型试验 ,对水垫塘冲击区底板块表面及底面动水动力进行了测量。重点分析了失稳区底板块动水压力特性及相关特性。研究表明 :时均上举力和脉动上举力是造成底板块失稳的主要原因。     

水电孤岛直流送出系统的频率稳定性研究

在考虑尾水管水压脉动的线性水轮机模型的基础上进行改进,设计了一种谐振函数来模拟尾水管的实际脉动情况,并建立了既考虑尾水管水压脉动又考虑弹性水柱的水轮机模型。采用时域仿真方法,验证了水轮机模型的准确性并分析了水力系统参数、调速器参数对送端孤岛直流送出系统频率振荡的影响。仿真结果表明,水力启动时间T_w、调速器参数K_D对送端孤岛系统的频率振荡影响较大,而弹性时间T_e对频率振荡的影响较小。在频率振荡的抑制方法方面,本文在原有的直流频率限制器模型的基础上进行改进,用二次低通滤波器代替一次滤波器并重新调整PI参数。由仿真图形可知,改进后的直流频率限制器抑制效果良好,可将送端频率有效地抑制在50Hz左右。     

低水头混流式水轮机蜗壳和尾水管结构变化对流动损失的影响研究

酉酬水电站水轮机组为混流式机组,具有水头低、流量大的特点。受客观条件制约,电站真机蜗壳和尾水管尺寸比按模型换算的真机尺寸值要小一些,在设计阶段需要通过数值模拟分析尺寸改小后对机组水力性能的影响。本文建立了包括蜗壳（含固定导叶）、活动导叶、转轮和尾水管等在内的水轮机整体流道的流动分析物理模型,分别比较了原设计方案（称为方案一）和尺寸改小后方案（称为方案二）各9个工况下的流道内部的水力损失及流动状态。通过对计算结果的比较分析,得出结论：方案二的固定导叶损失在各个工况点大于方案一,在小流量、低水头时损失较小;尾水管损失在低水头时大于方案一,高水头时小于方案一,在高水头、小流量时损失较小。     

弯肘形尾水管流场的三维数值模拟研究

针对弯肘形尾水管内部流场广泛存在流动分离的特点,采用基于k-ω模型的SST(Shear Stress Transport)切应力输运模型进行湍流求解,克服了标准k-ε模型对逆压力梯度造成的流动分离预测精度低的缺点。同时为了避免结构化网格离散复杂形体需人工分区的缺点,采用了非结构混合网格方法。流场大部分区域为四面体网格,在边界附近采用加密的五面体棱柱型网格,满足了SST模型对边界层网格的要求;为了减少网格过粗引起的计算误差,还通过计算不同网格数下尾水管的压力恢复系数来优选出合适的网格数目。计算获得了分离流、二次流和多尺度旋涡结构,表明SST模型能很好地预测尾水管内的湍流流动。     

自激脉动燃烧器脉动频率跳变的实验研究

对自激脉动燃烧器脉动频率的跳变现象进行实验研究,测得了此类燃烧器频率随功率、当量比跳变的规律：当燃烧器功率降低到某一临界值时,其工作频率将从基波型的频率值上跳到高一次的谐波型的频率值;进一步降低燃烧器的功率,其工作频率将在这一谐波振型上按声学规律继续下降,反之亦然;当量比较高时,燃烧器在功率较高的情况下就会出现频率跳变;当量比过低时,会导致燃烧器在频率跳变阶段运行不稳定。根据实验测量结果,运用瑞利准则分析了产生这一现象的机理,并且提出了控制燃烧器频率跳变的有效方法。     

内螺旋外棘齿管对流换热与流阻实验研究

针对火力发电厂无铜化运行需求．研制并加工出一种钢质双侧强化传热管一内螺旋外棘齿管。采用通用的强化传热管试验装置,对5根不同结构参数的内螺旋外棘齿管进行了水平单管管外蒸汽冷凝和流阻特性试验研究。根据大量实验数据,拟合出实验雷诺数尺P范围内的管内换热努塞尔数Nu及阻力系数f的计算关联式,并对内螺旋外棘齿管的热力性能进行了评价。实验研究发现：所有内螺旋外棘齿管管内换热系数比光滑管提高了42％～152％,同时阻力系数增加了48％～350%。最后得出结论：无论在何种工况下运行。内螺旋外棘齿管的换热与流阻综合性能均优于光滑管。可用做发电厂换热设备的管芯。大大提高电厂热能的利用。     

尾切叶片全叶栅气动特性的实验研究

在不同节距和冲角下，对具有尾切叶片的透平高压级转子全叶栅进行了静吹风。实验结果表明，无论在设计和变工况下，由于二次流损失的影响端壁附近的流量系数最小，这是实际最佳尾切尺寸小于理想最佳尾切尺寸的原因之一，但不是主要原因。主要原因是前列静子叶栅叶片尾切使尾流区加宽，这样的尾流进入转子流道引起流动严重恶化。     

预压力对超声波电动机性能影响的实验研究

简单介绍了超声波电动机的驱动原理,分别建立了电动机频率特性、噪声特性、温度特性和机械特性等实验平台;在此基础上,采用对比试验法分别研究了预压力对电动机谐振频率、噪声特性、机械特性、温度特性以及电动机压电陶瓷夹持电容等的影响.结果表明:电动机谐振频率随预压力的增加而升高,而压电陶瓷夹持电容却随预压力的增加减小;增加预压力可以避免电动机出现模态混叠现象,并能有效抑制电动机噪声强度;适当的预压力有利于提高电动机的机械性能和降低电动机因摩擦损耗产生的热量.研究结果为超声波电动机的设计和控制提供了参考依据.     

基于SVM的永磁同步电动机直接转矩控制实验研究

分析了永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制(DTC)的原理,在此基础上通过分析不同电压矢量对定子磁链和转矩的作用效果,提出了一种基于空间矢量调制(SVM)的直接转矩控制方法.这种方法利用转矩和磁链误差来生成参考电压矢量,然后通过空间矢量调制对转矩和磁链的误差进行精确补偿,有效地解决了永磁同步电机传统直接转矩控制低速时磁链和转矩脉动大的问题.仿真和实验结果都充分说明了该方法的有效性.     

谐波减速式超声波电动机的设计与实验研究

提出并设计了一种低速输出的谐波减速式行波超声波电动机,分析了其工作原理,并利用样机研究了行波超声波电动机和组装后的谐波超声波电动机的频率速度特性,获得双面齿行波超声波电动机和谐波减速式超声波电动机的最大空载速度,且实验获得的传动比比设计的理论传动比大20%.实验结果表明该电机能够低速可靠的运行.     

磁悬浮反作用飞轮用无刷直流电动机伺服系统设计与实验研究

反作用飞轮是航天空间飞行器姿态控制系统的执行机构,其驱动电动机伺服系统性能优劣对飞行器的姿态有至关重要的作用.详细介绍磁悬浮反作用飞轮驱动用无刷直流电动机伺服控制系统的工作原理和设计方案,并且通过实验证明该控制系统可实现对磁悬浮反作用飞轮的精确控制.