高水头混流式水轮机内部固液两相流数值分析

针对泥沙直径对混流式水轮机蜗壳和导水机构内部流场产生影响的问题进行了初步研究,采用固液两相流模型对某电站的高水头混流式水轮机进行了全流道数值模拟,通过单一变量法来研究不同来流泥沙的直径对蜗壳和导水机构内部压力及泥沙分布产生的影响。研究结果表明:与清水相比,含沙水流会不同程度地使蜗壳和导水机构内部的水压力载荷增加,在相同工况下,蜗壳底部、蜗壳鼻端、固定导叶和活动导叶头部的泥沙浓度较大;小直径下泥沙分布均匀,随着泥沙直径的增加,泥沙浓度的梯度变大,泥沙分布更加集中,从而会使磨损加剧。该研究成果可为在含沙水流中运行的水轮机设计提供参考。     

基于欧拉固液两相流模型的混流式水轮机导水机构磨蚀损伤研究

为保障水轮机发电机组的安全运行,对水轮机活动导叶磨蚀损伤机理进行研究。基于欧拉固液两相流模型对水轮机活动导叶内部的固液两相紊流进行数值模拟,对磨损情况进行了分析,提出了导水机构的磨损预估及相应的修复建议。所得结论可供相关研究人员参考。     

混流式水轮机改造前后转轮内固液两相流数值分析

为了探究混流式水轮机改造前后转轮泥沙磨损情况,采用固液两相流模型对某电站改造前后的混流式水轮机进行全流道数值模拟,分析不同工况下转轮叶片表面泥沙分布,转轮叶片表面固液两相速度差,以及水轮机效率。结果表明:小流量工况下泥沙磨损最严重;水轮机改造后,叶片表面泥沙体积分数下降,固液两相速度差减少,泥沙磨损减弱,水轮机效率较改造前提升了5.5%。该研究可为水轮机改造提供一定的参考。     

隔板角度对水轮机式液力透平两相流动特性的影响

当水轮机式液力透平在两相工况下运行时,可以在蜗壳内设置隔板来改善透平内的气液流动,提高水力效率.该文基于欧拉-欧拉粒子多相流模型和可压缩气体模型,对蜗壳隔板延伸角度对水轮机式液力透平两相流动特性的影响进行了数值研究.数值结果表明,在15％含气率工况下,透平水力效率下降17％,过流部件损失主要集中在叶轮内.随着隔板延伸角...     

水轮机调压阀对水轮机稳定性的影响

为确定在水轮机蜗壳之上安装调压阀对于机组稳定性的影响,以老挝某电站额定工况下运行为依据,分析在水轮机尾水管与蜗壳之间增设调压阀时水轮机发电机组的运行稳定性情况。使用三维建模软件UG建立水轮机全流场模型,模拟流场分布情况;利用CFD流固耦合将流场数据导入结构场,分析在额定工况下调压阀对水轮机的稳定性影响。     

水泵水轮机的蜗壳设计

水泵水轮机的蜗壳在运行中要满足水泵和水轮机两种工况水力性能的要求,所以在设计蜗壳时,不能简单地采用常规的水泵压水室(蜗壳)的设计方法,也不能单纯用水轮机蜗壳的设计方法,而必须寻求一种使蜗壳在水泵和水轮机两种工况下都具有水力损失较小、效率较高的新的设计方法。在密云电站的斜流式水泵水轮机设计中,我们通过对圆形断面金属     

固液两相流中水轮机基本方程式及相似准则

本文先建立了固液两相流中水轮机基本方程式,并对基本方程式进行了定性分析,得到液相和固相出口速度三角形的适当组合,可以获得既具有较高能量性能,又具有较好气蚀性能的水轮机转轮;按清水条件设计的转轮,在固液两相流中运行时,其能量性能和气蚀性能均不很理想。然后系统地建立了固液两相流中水轮机的相似准则,得到了单元工作量的表达形式。     

水泥灌浆与化学灌浆在水轮机蜗壳脱空处理中的应用

水轮机蜗壳脱空是水电厂普遍存在的缺陷。为保证水轮机安全运行,通常都对脱空进行接触灌浆,主要有水泥灌浆与化学灌浆两种方法。文章通过碗米坡水电厂工程实例,重点阐述了两种方法在水轮机蜗壳脱空处理中的应用及效果。     

叶片数对高比转速离心泵固液两相非定常流的影响

为了探索叶片数在固液两相流条件下对高比转速离心泵非定常特性的影响情况,利用ANSYS CFX软件,采用Mixture多相流模型,对4种不同叶片数离心泵的固液两相湍流进行了非定常数值模拟,分析了叶片数对固液两相流离心泵瞬时扬程、压力、压力脉动及径向力的影响。研究结果表明：① 随着叶片数量的增多,固液两相流离心泵的瞬时扬程增大,波动频率变快,蜗壳内及隔舌处的压力值越来越大,波动频率变快,脉动幅值反而越来越小,叶轮上的径向力会减小,隔舌处的径向力会增大;② 不同叶片数的固液两相流离心泵蜗壳内及隔舌处的压力脉动主频均出现在其叶频处;③ 叶片数为5时,是蜗壳的内压力值和压力脉动幅值增减速度快慢的分界点,也是叶轮上及隔舌处径向力大小增减速度快慢的分界点。     

拉西瓦水电站700MW水轮机蜗壳及肘管现场制造研究

针对拉西瓦水电站700 MW水轮机蜗壳及肘管的现场制作的工程特点及技术难点,从S500 M高强钢板材质、施工工艺、质量控制等方面作了全面研究与实践,解决了拉西瓦水轮机水轮机蜗壳及肘管制作施工和焊接工艺难题,总结了蜗壳新材质与施工工艺研究的科研成果和成功经验,填补了西北高原大型水轮机蜗壳现场加工制造的空白,可为以后工程提供借鉴经验.     

水轮机转轮内部的三维固液两相紊流计算

利用K-ε-AP两相紊流模型和SIMPLEC法计算水轮机转轮内部的三维固液两相紊流.计算结果给出了水轮机转轮内部的三维固液两相流动的主要流动参数，例如，连续相(液相)和离散相(固相)速度，两相速度滑差，固液两相流动下的压力分布等。     

含泥沙河流条件下水轮机蜗壳优化设计

为优化水轮机蜗壳水力性能,同时结合实际可知水轮机由于受地域和环境影响,存在水轮机长期工作在泥沙环境下,蜗壳受泥沙磨损的影响较大。对于提高水轮机蜗壳水力特性以及减少泥沙磨损,急需采取有效措施。本文把蜗壳中的水力损失和泥沙磨损结合起来进行研究,并建立优化特征函数,把沿蜗壳周向断面的速度矩变化规律,设置为优化变量。用编程设计证实可以达到提高水轮机蜗壳水力性能和减轻泥沙磨损。     

金沙江溪洛渡水电站右岸厂房蜗壳温控混凝土施工技术

介绍了溪洛渡右岸地下厂房蜗壳外包温控混凝土施工技术和蜗壳变形监测技术,特别是采取有效措施保证蜗壳底部和座环阴角部位混凝土浇筑的饱满和密实性对水轮机安全运行至关重要,并验证了蜗壳大体积混凝土内部温度变化趋势。通过对溪洛渡右岸地下厂房蜗壳温控混凝土施工技术和变形监测技术的系统研究和总结,探索出适合当前大型水轮机组蜗壳包裹混凝土施工的技术。     

基于Ansys-CFX的混流式水轮机转轮双向流固耦合数值模拟方法

结合某电站水轮机主要尺寸及运行参数,使用UG软件建立了精确的水轮机蜗壳、叶轮、尾水管三维模型,将模型导入到ansys workbench中,借助ansys cfx分析工具实现了全流道水轮机转轮双向流固耦合的数值模拟,为水轮机流固耦合问题提供了一种更为合理和精确的数值模拟方法。     

运行工况对多沙河流水轮机导叶区磨损影响研究

多沙河流上具有调峰功能的水轮发电机组运行工况转换非常频繁,水轮机经常偏离最优工况运行,导致活动导叶磨损破坏严重。为揭示运行工况对水轮机活动导叶区域固液两相流动规律的影响,建立了黄河某多沙电站原型水轮机全流道三维水体模型,采用欧拉-欧拉两相流模型和RNG k-ε湍流模型对水轮机不同出力工况进行了固液两相流数值模拟计算,对不同运行工况下导叶区域的压力、流速、含沙量等进行了分析。结果表明：含沙水流会使导叶区域最小压力减小,从而增加空化发生机率;出力工况对导叶区固液两相流动影响较大,随着水轮机出力减小,导叶区最大流速反而增大,活动导叶迎水面与背水面的速度差也逐渐增大,小出力工况下,座环靠近鼻端位置高泥沙浓度区域扩散变大,活动导叶表面泥沙浓度由顶端至底部逐渐增加,活动导叶头部位置泥沙浓度最高。研究结果能够为预测多沙河流水轮机活动导叶易磨损位置和研究抗磨蚀对策提供技术支撑。     

超低比转速轴流式水轮机蜗壳优化

本文针对工业用余能回收用超低比转速水轮机结构简单能量损失较大问题对蜗壳进行化,结合等速度距我可设计理论,提出将蜗壳内圆后移,使蜗壳进口端至末端截面逐渐变小,减少水力损失。通过对蜗壳进行简单的改进,提高了水轮机效率,同时也在一定程度上节省了水轮机的改造成本。蜗壳外壁是圆环形,无法用等速度矩法计算,因此设置了三组后移不同距离的模型,用Pro/E、ansys软件进行建模迭代计算后,分析蜗壳压力分布以及流线情况并计算水轮机的整体效率。     

水轮机蜗壳水压试验浅析

本文介绍了我国水轮机蜗壳水压试验的概况及世界各国对水轮机蜗壳水压试验的不同观点。实践证明，大水轮机蜗壳，无论是做水压试验还是不做水压试验，只要设计合理，施工时注意质量，两者都是能够满足安全运行的。     

混凝土蜗壳内部的三维流动分析

蜗壳是水轮机的一个重要过流部件，蜗壳内部流动的研究改善水轮机性能有重要意义。随着计算技术和计算机的飞速发展，应用数值模拟技术研究蜗壳内部流场己成为改进和优化蜗壳设计的一个重要手段。本利用SIMPLE算法求解三维雷诺平均的N-S方程，采用标准的κ-ε模型，对于靠近边壁的区域采用边壁函数条件，采用非结构化网格．对混凝土蜗壳内部流动情况进行了三维流动的数值模拟，分析了单支墩蜗壳及双支墩蜗壳内部的流动情况。通过改变支墩形状，研究了支墩对蜗壳内部的速度、压力分布、蜗壳出口角以及蜗壳效率等性能的影响，为混凝土蜗壳的优化设计提供了依据。     

蜗壳二期混凝土施工及质量控制

水利发电工程中，蜗壳作为水轮发电机组的重要组成部分，提高和保证蜗壳二期混凝土施工质量更是关系到水轮机组整体质量，也为后期发电运行提供有利的保证。以实际水利工程为案例，分析施工重难点，分层分块研究蜗壳二期混凝土施工工艺及质量控制。通过实例研究，优化二期混凝土浇筑工艺，提高了混凝土浇筑施工质量，对控制水轮机蜗壳二期混凝土施工质量质量有所提高。     

锦屏一级水电站蜗壳水压试验及变形监测分析

为检验水轮机蜗壳焊缝焊接质量、检查蜗壳和座环整体的安全度和设计的合理性,有效削减蜗壳焊接过程中产生的焊接应力,同时检验蜗壳充水后的变形规律,对蜗壳水压试验过程中及泄压后座环及蜗壳变形量进行监测和分析,既为水轮机蜗壳混凝土浇筑方式的选择提供参考,也为蜗壳水压力对运行机组振动的影响分析提供借鉴。