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。     

卧轴混流水轮机通流部件的创新设计

卧轴混流式水轮机的通流部件包括进水管道、蜗壳、前／后盖板、导叶、转轮和尾水管。水轮机的设计原则要求原型水轮机通流部件与模型水轮机应保持几何相似,但在卧轴水轮机的设计过程中,全几何相似不仅不可能实现,而且没有必要。传统的设计方法为了简化结构和方便生产制造,只有以牺牲水力性能为代价。     

用代理模型法设计混流式水轮机转轮

根据混流式水轮机转轮叶片的一种新的参数化定义,结合大规模和系统的CFD及FEM模拟,Spetals Verk AS公司正在应用代理模型法设计混流式水轮机转轮.该方法可以同时评估大量的因子,调整代理模型以模拟混流式水轮机转轮的响应.通过代理模型,还可以更多地了解各种转轮外形的一些综合特性,开发出一系列全新设计的混流式转轮通用叶片.对该行业设计技术及方法的发展趋势、代理模型设计法的流程作了简单介绍.     

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.     

混流式水轮机转轮流道数据库系统的设计及应用研究

阐述了混流式水轮机转轮流道数据库应用软件的研制及实现过程。在研制过程中，应用规范化理论、模式分析方法和实体－联系方法对混流式水轮机转轮流道几何形状尺寸进行分析，得出混流式水轮机转轮流道数据库的概念模式，并从中抽出典型的基本数据结构。根据基本数据结构的特点和数据存取要求，建立了混流式水轮机转轮流道的数据库应用软件，该软件可在混流式水轮机转轮优化设计过程中根据实际要求作出转轮流道图，为混流式水轮机转轮的优化设计作了有益的尝试。     

超低比转速混流式水轮机不同叶片转轮分析

根据设计参数设计了冷却塔低比转速混流式水轮机。依照水力设计尺寸绘制图纸,利用三维画图软件Pro/EN-GINEER建立三维模型。基于Realizable湍流模型和时均N-S方程,对设计工况下混流式水轮机拥有不同转轮形式但蜗壳、导水机构和尾水管均不更换情况进行了数值模拟。获得了转轮内速度场、压力场的分布情况,并通过计算求得效率,对比分析了水轮机三种转轮全流道的流场分布,发现短叶片转轮在叶片背面靠近出口位置有小部分回流现象,靠近下环地方低压区域要比其他两种转轮的大,而当这个区域的压强减小到一定值时,容易发生空化空蚀。得出在合理的范围内适当增加叶片长度有利于能量的利用,并且使水轮机转轮流速、压力分布更合理,水力性能更好。     

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。     

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。     

水轮机转轮叶片裂纹成因及对策

根据混流式水轮机结构特点,进行水力、应力分析,说明混流式水轮机转轮叶片裂纹主要是疲劳裂纹,其产生与设计、制造、运行和材料等因素有关;并提出减少裂纹产生的对策应从减少叶片承受的应力和改善材料的性能综合考虑.图1幅,表1个.     

可逆式水泵水轮机的试验研究

通过对目前国内外水泵水轮机模型效率水平的对比分析，针对改善提高水泵水轮机效率及其他水力性能的途径和效果进行了试验研究，借鉴国外高水平水泵水轮机通流部件几何形状和设计方法进行了水力模型与转轮的设计，介绍转轮叶片高低压边的修型、导叶和固定导叶双列叶栅中的固定导叶安放角对水轮机和水泵性能影响的试验研究结果．     

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。     

大型混流式水轮机转轮应力研究综述

混流式水轮机转轮的裂纹问题,降低了转轮的使用寿命,给机组运行带来了安全隐患,也是制约大型机组宽域运行的主要因素之一。混流式水轮机在低负荷工况的水力稳定性,决定了其运行的安全稳定范围。而叶片裂纹的产生及发展,与叶片在不同工况下的应力特性密切相关。本文总结了混流式水轮机裂纹出现的不同原因,分析了裂纹处理及预防的不同案例,详细对比了三种转轮应力研究方法的不同,最终对大型混流式水轮机转轮应力的研究前景做了总结和展望。     

百色水电站水轮机转轮目参数的选择

据百色水电站的特点，按照水轮机水力参数选择的原则和方法，结合国内、外大型混流式水轮机转轮资料加以归纳、分析、论证，选择了水轮机转轮目标参数。     

小水电机组选型设计时应注意的问题

在水电站机组选型设计时,对于容量很小的混流式水轮机,其转轮直径往往只有几十公分,则在转轮模型选择时,往往需要人为选择单位流量小的水力模型,以满足水轮机转速、直径等参数的良好匹配,这与大机组水力模型选择时的思路正好相反。     

在水力设计中提高水轮机稳定性的几点措施

从水力设计的角度出发，结合CFD技术的具体应用，分析讨论了混流式水轮机转轮压力脉动与转轮出口环量、尾水管中的流速分布、转轮泄水锥及导叶等之间的关系，提出了减轻压力脉动的具体措施，并对利用水力设计来预测转轮压力脉动进行了一些探索。     

混流式转轮优化模型与改型研究

结合作者对水轮机转轮设计方法的研究和对已建电站水轮机转轮增容改造的实践，对混流式水机转轮的传统设计方法和作者提出的设计模型进行了深入的对比研究，结果表明：考虑转轮来流有旋、叶片有限厚及转轮叶片力作用的转轮与导叶联合作用的设计模型与实际流动更为接近。设计和实际运行均表明：该模型设计舞场库仑 能够满足设计都给定的设计参数，提高了转轮设计的可靠度，是转轮水力设计的一种理想模型。与最优化方法相结合是可以改     

百色水电站水轮机转轮目标参数的选择

据百色水电站的特点，按照水轮机水力参数选择的原则和方法，结合国内，外大型混流式水轮机转轮资料加以归纳，分析，论证，选择了水轮机转轮目标参数。     

水轮机参数比较

水轮机参数比较Ｆ．施威杰主题词混流式水轮机，大型水轮机，小型水轮机，水轮机设计，水轮机参数，比转速，比较卢布尔雅那大学机械工程学院一直在进行各种规格水轮机的多种参数比较工作，收集了安装于各地的混流式水轮机转轮形状和特性的资料。本文阐述了这些资料的分类...     

混流式水轮机转轮叶片加厚的数值方法

本文介绍了混流式水轮机转轮水力设计中基于数值计算的叶片加厚方法，此方法的特点是利用计算机来解速度快，精度高。     

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.