贯流式机组桨叶与导叶全三维联合设计

为了充分反映水流经过导叶后的流态对桨叶入流的影响,本文建立了灯泡贯流式机组桨叶和导叶的全三维联合反问题计算模型。在包括桨叶和导叶的计算域中,求解联立的控制方程,同时设计得到了导叶和桨叶的空间叶型。采用联合设计和单独设计模型分别设计了一低水头贯流式机组的桨叶和导叶,并在设计工况下对其进行了全流道湍流数值模拟。性能预估结果表明,与单独设计相比,联合设计的桨叶进口边附近压力分布得到改善,导叶和桨叶段的联合损失减小,转轮效率提高。     

贯流式机组锥形导叶的加工工艺研究

导叶是导水机的重要部件之一，贯流式机组导叶结构复杂，加工困难，加工周期长。本文主要介绍了贯流式机组导叶的加工工艺。     

中型贯流式机组顶盖与底环导叶轴孔同镗工装设计

贯流式水轮机的顶盖,底环导叶轴孔的中心线是由全部导叶围成一个圆锥筒布置在顶盖、底环之间。我厂生产的贯流式水轮机的锥顶角有60°和65°两种。导叶均为16个。顶盖与底环导叶轴孔的同镗工装,关键是解决保证60°或65°锥顶角的角度及16个导叶轴孔的分度问题。     

灯泡贯流式水轮机导叶传动机构的保护装置

导叶保护装置是关系到水轮发电机组安全运行的一种重要设施，其可靠性对灯泡贯流式机组尤为重要。重点论述了灯泡贯流式机组导叶保护装置型式的发展、工作原理及结构特点，并对今后的应用作了相应的探讨。     

贯流式机组桨叶与导叶全三维匹配设计方法

本文建立了灯泡贯流式机组桨叶和与之相匹配的导叶的全三维反问题计算模型.模型中通过给定导叶出口边与桨叶进口边上的速度矩分布规律来建立桨叶和导叶之间的匹配关系.设计得到的桨叶和导叶叶型均为空间曲面形状,内缘比外缘更为扭曲.在设计工况对其进行联合数值模拟,并根据转轮进口和尾水管进口截面上的速度矩分布状况调整了设计,增大导叶的出口安放角,使得转轮效率提高到92.28%.该设计方法有利于研究桨叶和导叶之间的联合流动性能,为寻求其最佳匹配关系打下了基础.     

叶栅稠密度对贯流式水轮机效率影响的研究

本文从理论上讨论了贯流式水轮机转轮叶栅稠密度对水轮机水力效率的影响,模型试验结果也说明了这一点。得出了应合理选择叶栅稠密度和叶片扭角,以提高大流量区的效率和机组比转速的结论,并提出了对多泥沙河流上的贯流式水轮机组应适当增大转轮叶栅稠密度,以减小叶片内的相对水力摩擦损失。     

大型贯流式水轮机导叶内、外环制造技术

本文介绍了大型贯流式水轮机导叶内、外环制造技术的难点以及所采取的工艺措施,实践证明该制造技术是先进的、合理的。     

红岩子电厂贯流式水轮机活动导叶铸造工艺

红岩子电厂贯流式水轮机活动导叶结构比较复杂,整体铸造困难较多,容易产生裂纹和疏松等缺陷。通过对其结构特点的分析,我们在工艺上采取有效可行的措施,并在首件试制的基础上加以整顿优化,防止了缺陷的产生,成功地完成了全部三台机组的制造任务。     

灯泡贯流式水轮机导水机构的厂内装配工艺

本文简要分析了大鱼孔电站10MW灯泡贯流式水轮机导水机构的基本特点.重点分析介绍了贯流式导水机构在生产厂内的主要装配制造工艺过程及工艺技术方法.     

灯泡贯流式水轮机水力损失分析

对一台灯泡贯流式水轮机进行了全流道各过流部件的流场分析,探讨了各段流道内的水力损失在总损失中占有的比重以及产生的原因.分析结果表明,由于灯泡贯流式水轮机引水室形式的特殊性,几乎不能在导叶进口前提供环量,因此与有蜗壳的水轮机相比,这类水轮机的各过流部件在水力损失方面有不同的表现.活动导叶不仅作为调节流量的部件之一,也是转轮进口环量的提供者,导叶形状及与转轮的协联都对水轮机总损失有较大影响.     

水轮机模式液力透平流道式导叶的优化

由于水轮机模式液力透平级间导叶水头损失占比高达40%,需要对液力透平级间导叶进行研究。在可选的级间导叶中,流道式导叶正反导叶连为一体,流道相对独立,是一种水力性能较好的级间导叶。本文基于水力原动机理论,将水流环量概念贯穿液力透平流道设计全过程,设计了与水轮机模式液力透平转轮相匹配的流道式级间导叶,并采用正交试验的优化算法,对水头影响较大的因素,包括导叶包角φ、正导叶出口角α₃、反导叶宽度b₅、流道外壁最大直径D₄,各取4个水平进行正交试验方案的设计。通过CFD数值计算,分析各个方案的性能,找出了各因素对导叶性能的影响规律,在此基础上获得了效率较高的导叶模型,并研究了水力性能、叶片表面压力分布及叶片内部流动规律。研究表明:各个参数对效率的影响力中,b₅最大,D₄最小;对水头的影响力中,b₅最大,φ最小。优化后的模型在设计工况点效率提高了5.83%,应用水头提高了7.15%,级间导叶损失降低了1.16%,导叶表面压力过渡更加均匀,叶片内部水流流态更加平稳,满足...     

含导叶不同步装置的水泵水轮机全特性的内特性解析

利用叶片式水力机械内特性解析理论,建立了含导叶不同步装置的水泵水轮机的水轮机区和反水泵区的全特性曲线的数学表达式,得出了求解这两种工况下当量开度的方法。结合水泵水轮机生产厂家所提供的原始模型全特性曲线,对水轮机飞逸工况特征点和水轮机零流量工况特征点给出经验计算公式。含导叶不同步装置机组的理论全特性曲线与实测全特性曲线的对比验证了该理论的工程实用性。     

小型潮流水轮机叶片对称翼型的流动特性分析

本文对一种适合于小型立轴潮流水轮机的THI翼型进行了流体动力特性和翼型外围的流动分析.经计算可知,该翼型在保持与机翼NACA633-0018相近的升力特性的同时,阻力系数稍微增大;从THI翼型全流体动力特性可知,随攻角变化,流体力的变化异常剧烈,翼型的最大升力系数达到1.5、最大阻力系数1.1、最大升阻比28;除攻角0°附近之外的大部分攻角范围内,翼型外围的流动结构复杂,不仅出现回流,而且存在强烈的流动分离.这样的分离流动既影响翼型的升阻力特性,也可能引发流体振动.研究结果可为小型立轴潮流水轮机转轮的水力设计提供重要的参考.     

工况变化对贯流式水轮机叶顶间隙流态的影响

贯流式水轮机是低水头水能资源开发的主力机型之一,而转轮叶片叶顶间隙流动特性是影响其空化、稳定性能的关键因素.基于数值模拟的方法,本文研究了工况变化引发转轮叶片叶顶间隙泄漏涡初生位置、形态变化的机理,分析了间隙泄漏涡形态改变对水轮机空化、稳定性的影响规律.主要结果表明:工况变化必然伴随导叶开度变化,导叶开度的改变使得转轮...     

户用微型轴伸贯流式水轮机优化

目前,我国微型水轮机设计普遍处于利用中小型水轮机模型换算的阶段,由于比尺效应的影响,换算过来的水轮机与原始水轮机性能相差较大。本文运用CFD技术,基于RNG k-ε双方程湍流模型和三维时均N-S方程,对某户用微型轴伸贯流式水轮机进行了三维全流道流场数值模拟,找出了主要水力损失部位。并通过对转轮叶片及导叶进行修形和改变轴伸形式等方法对原始水轮机进行优化。优化后的水轮机与原始水轮机相比,流场得到明显改善、效率较原始水轮机提升了22.7%。     

双向贯流式水轮机工况转换过程流动特性研究

潮汐发电机组在运行过程中工况转换频繁,在转换过程中容易引起事故的发生。为了探究潮汐发电机组在过渡过程中的瞬态特性和流动机理,本文基于格子Boltzmann方法（LBM）,对贯流式水轮机由正向水轮机工况向泄水工况转换及泄水工况向反水泵工况转换这两个过渡过程进行了数值模拟,计算中采用自定义函数控制导叶和桨叶的运动,模拟得到了两种过程中水轮机工作参数的变化规律以及内部的瞬态流动特性。结果表明：当贯流式水轮机从水轮机工况向泄水工况转换时,单位流量随时间逐渐增加,其泄水单位流量约为初始值的2.88倍,与试验测量值吻合良好,证明了本文采用的计算方法是准确可靠的。在转换过程中,由于流态的变化,转轮叶片吸力面出现明显的低压区,容易引起叶片的空化空蚀。同时,转轮受到的径向力会出现明显的周期性波动,容易引起轴系的振动;而在尾水管内部会产生多个湍流涡,由于内部压力的降低会形成螺旋的空腔涡带。     

潮流能导管水轮机水动力性能研究

为了提高潮流能水轮机发电装置的输出功率,采用雷诺平均法（RANS-CFD）从功率、载荷、空化特性、非定常特性及多导管的影响等方面,对一种新型水平轴导管水轮机进行了理论研究,并通过拖拽水池试验对计算结果进行了验证。研究结果表明：导管水轮机相比裸水轮机具有较高的输出功率及轴向推力,在来流角±30°内仍能保持较高的输出功率。并且导管水轮机在设计工况下有很好的非空化特性及非定常特性。对于多导管组水轮机而言,附属大导管组能在全尖速比范围内进一步提升水轮机的功率及轴向推力,且随着附属导管攻角的增大,功率及轴向推力也将进一步增大。而附属小导管组则不利于水轮机的功率提升。研究成果对导管水轮机发电装置的优化设计起到支撑作用。     

三板溪水电站模型水轮机优化设计

效率、空化和稳定性是水轮机的三个重要指标,本文通过三板溪电站模型研发,通过CFD分析,对模型水轮机的蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮、尾水管进行了全面的优化设计。通过模型试验验证,三板溪电站水轮机水力性能得到了全面的提升,模型最高效率达到了95.2%,空化性能和稳定性都达到了预期目标,CFD分析结果与模型试验结果基本吻合。