超超临界机组主蒸汽管道热挤压T型异径三通强度分析

应用有限元法对超超临界机组主蒸汽管道T型异径三通的内外表面进行应力分析,并研究了三通内外壁的过渡区域随着转角半径的变化与三通应力水平的关系,为进一步改进三通的结构设计提供了理论依据.     

具有弯道的竖井式出水口水流均匀性研究北大核心CSCD

竖井式出水口水流受弯道段和竖直段影响,竖井周边各分流孔出流不易调整均匀,同时分流孔底板附近易出现反向流速。本文在数学模型得到试验验证的基础上,采用RNG k-ε紊流模型,对具有弯道的竖井式出水口流动特性进行三维数值模拟,分析了弯道段体型和竖直段长度对出流均匀性的影响。计算结果表明,渐缩弯道与等直径弯道比较,当竖直段长度均为2D(D为竖直段直径)时,渐缩弯道的竖井式出水口各分流孔出流较均匀;若采用等直径弯道,对应竖直段的长度增加6D^8D时,其出流均匀程度与渐缩弯道的相当。研究成果对抽水蓄能电站竖井式进/出水口的设计具有指导意义。     

具有弯道的竖井式出水口水流均匀性研究

竖井式出水口水流受弯道段和竖直段影响,竖井周边各分流孔出流不易调整均匀,同时分流孔底板附近易出现反向流速。本文在数学模型得到试验验证的基础上,采用RNG k-ε紊流模型,对具有弯道的竖井式出水口流动特性进行三维数值模拟,分析了弯道段体型和竖直段长度对出流均匀性的影响。计算结果表明,渐缩弯道与等直径弯道比较,当竖直段长度均为2D(D为竖直段直径)时,渐缩弯道的竖井式出水口各分流孔出流较均匀;若采用等直径弯道,对应竖直段的长度增加6D~8D时,其出流均匀程度与渐缩弯道的相当。研究成果对抽水蓄能电站竖井式进/出水口的设计具有指导意义。     

VFTO传感器标定用同轴传输腔体结构设计

特快速暂态过电压(Very fast transient overvoltage,VFTO)对电力设备的稳定安全运行造成了严重危害,因此对VFTO进行准确测量具有重要意义。针对目前应用较为广泛的基于耦合电容法的VFTO传感器,本文设计的2 kV方波标定平台采用同轴传输腔体结构用以模拟GIS母线筒,并通过仿真研究探索了不同腔体结构参数对方波标定平台传输特性的影响,给出了结构优化方案。仿真结果表明,同轴传输腔体主段内导体外半径为44.75 mm,外导体内半径为10 mm时,同轴传输腔体的波阻抗为50 Ω;内导体绝缘支撑采用三支柱支撑方式,并且在窗口直径设置为57.5 mm,过渡段长度400mm,末端匹配筒为指数型且长度为30 mm时,该方波发生器具有较好的传输性能。结合仿真研究结果搭建方波标定平台,输出幅值>2kV,上升沿<1ns,满足VFTO传感器标定要求。     

管道裂纹涡流检测线圈阻抗信号的快速仿真

使用放置式线圈对管道进行涡流检测,不同走向的裂纹可以获得相同的检测灵敏度。在对这类问题进行数值模拟时,由于线圈在无缺陷管壁中产生的场不存在解析解,难度很大。当管道半径远大于线圈尺寸时,管壁可看作平板导体,问题得到简化。如果管道半径不是远大于线圈尺寸,可以通过对平板模型的修正获得比较准确的数值仿真结果。     

竖井位置对双向贯流泵装置水力特性的影响

双向竖井贯流泵作为一种可实现双向抽引的低扬程泵装置形式,在平原城市地区应用广泛,而竖井布置位置一直是工程实际中需要考虑的问题之一。本文通过三维造型软件建立模型,并使用全结构化网格划分方法划分竖井流道、直管流道、叶轮段及导叶段网格,数值计算控制方程为连续性方程、k-ε湍流模型方程和雷诺时均方程并采用稳态计算对双向竖井贯流泵装置进行模拟。计算分别模拟了竖井贯流泵的竖井前置、后置两种情况下泵装置叶轮正向反向运行共计四种运行情况的水力性能特性。结果表明,设计工况下无论竖井后置或是前置,泵装置正向运行效率皆高于反向运行。无论泵装置正反向运行,竖井流道和直管式流道作为进水流道时流态皆较为平顺,水力性能差异不大;泵装置正向运行时竖井流道和直管式流道作为出水流道时尽管因造型不同内部流态有所差异但总体水力损失较小。反向运行时出水流道环量不能被导叶回收,产生能量损失较正向运行大,而此时竖井流道作为出水流道水力性能要劣于直管式出水流道。     

进/出水口出流扩散脉动流速规律试验研究

侧式进出水口出流工况水流呈现扩散态,拦污栅断面脉动流速很大,可能危及拦污栅安全,其脉动流速变化规律及产生原因有待进一步探讨。本文建立了典型进出水口试验装置,利用激光多普勒流速仪与声学多普勒流速仪开展试验研究。结果表明：在靠近扩散水流末端的拦污栅断面脉动流速很大,流速脉动值可达时均值的1.8倍,平均紊动强度为0.724,该断面流速脉动呈现出明显的正态性,其概率密度分布基本服从正态分布;水流自输水隧洞段经扩散段、调整段、防涡段、向库区流动的过程中,紊动强度沿程呈现先增大后减小的变化规律,水流在输水隧洞段脉动流速小,在扩散段及调整段内脉动流速沿程均较大,脉动流速值接近时均值,甚至大于时均值,进一步解释了拦污栅断面脉动流速很大的原因。拦污栅断面及进出水口沿程的脉动流速规律有别于对脉动流速的一般认知规律。研究成果将为进出水口体型参数优化及分析引起拦污栅振动破坏提供理论依据。     

对转桨海流能水轮机悬臂水池性能测试可行性研究

本文研究了在悬臂水池中进行海流能发电装置叶片的水动力性能测试的可行性。首先自主设计了一台300W级的对转桨海流能发电装置，通过CFD数值模拟仿真分析了该发电装置在拖曳水池中(直线运动)和悬臂水池中(大半径旋转运动)的叶片水动力性能曲线，然后在悬臂水池中进行试验对比验证。通过数值模拟和试验对比研究发现，叶轮在拖曳水池中进行直线运动测试和在悬臂水池中进行大半径旋转运动测试得到的结果较为接近，说明通过悬臂水池测试海流能水轮机叶片水动力特性可行，为海流能发电装置在悬臂水池中进行性能测试提供了依据。     

同轴电缆中阻抗不匹配对测量信号的影响

从理论分析并经实验证明，在同轴电缆测量线中引入一段阻抗与电缆阻抗不同的过渡段时，过渡段的阻抗和长度对传输的信号会产生影响。当被测信号的脉宽远大于信号在过渡段中来回传输的时间时，波形不会产生畸变，幅度的减小量很小。反之，波形产生阶梯，阶梯幅度大小与过渡段阻抗大小有关。     

触头系统结构对真空灭弧室温度场影响仿真

针对真空灭弧室大电流承载能力提升问题，研究真空灭弧室触头系统的结构设计参数对降低其整体的温升及提高通流能力具有重要意义。随着真空灭弧室向着高电压、大电流发展，其触头结构参数的合理设计决定了真空灭弧室的温度分布情况，因此为研究触头结构对真空灭弧室温度场的影响情况，文章采用有限元法对真空灭弧室的温度场进行磁热双向耦合仿真分析，得到了导电杆直径、触头直径、触头片厚度、杯座厚度以及触头片开槽长度对温度场的影响。结果表明：当导杆直径、触头直径、杯厚分别增大时，最高温度先急剧下降后下降趋势趋于平缓；触头片开槽长度的增加虽会使最高温度升高，但相比其他结构而言，开槽长度对温度场的影响较小；当触头片厚度增大时，最高温度随之下降；真空灭弧室最佳结构参数为：导杆直径55 mm、触头直径65 mm、触头杯厚8 mm、开槽长度20 mm、触头片厚度5 mm,此模型最高温度较优化前降低18.3%。     

新型城市轨道交通整流装置控制策略研究

提出一种新型的城市轨道交通整流装置控制策略,以达到网侧电流正弦化,能量双向流动,供电电源以单位功率因数运行的目标.该整流装置采用三相电压型PWM整流技术,控制策略以同步旋转坐标系电流控制和电压空间矢量调制(SVPWM)技术为核心,通过仿真和试验验证,该控制方法响应速度快,稳态性能好,电流谐波含量小,达到了预期设计要求.     

大变径卜型岔管的水力特性及优化研究

管径相差较大的卜型分岔管的水流特性相对复杂,接口附近可能产生回流和负压,对管道的安全运行构成威胁。为了改善卜型岔管连接段的流态,建立三维CFD数值模型对锥形连接的大变径高压岔管的流动特性进行了模拟,获得了岔管区域的流速和压力分布。采用相应的物理模型试验进行测试比较,验证了数值模拟的准确性。通过数值模拟比较了有无锥形过渡的岔管的水流流态,对大变径卜型岔管的连接方式进行了优化。结果表明,采用锥形过渡可以有效地减少岔管的负压区和回流区,对防止大变径岔管的空蚀破坏,改善水流流态具有重要意义,为岔管体型优化提供参考。     

南水北调东线江都四站装置模型的试验研究

为了保证南水北调东线江都四站实型机组高效稳定运行,对模型装置不同叶片转角下的装置性能、空化性能和飞逸转速进行了测量,确定了水泵的扬程、效率与流量之间的关系和不同工况下的最大飞逸转速.试验结果表明,装置模型流量大、效率高,符合节能改造要求,在叶片转角ψ为+2°时,最高效率达到79.34%.采用高频振动加速度传感器对不同工...     

新型功率双向流动变换装置的研究分析

在传统双向流动变换系统中,系统控制复杂且输入输出电能品质差,为减轻其对电网的影响,结合直线移相变压器构建一种新型功率双向变换装置.通过理论推导变压器三相合成磁场沿水平正弦移动变化规律,采用多重叠加与多脉波整流技术可同时实现系统逆变与整流的不同工况,改进移相变压器绕组结构,优化输入输出电压波形,提高系统整体工作性能.开展有限元仿真分析和样机实验,验证了新型装置的可行性,达到了工程设计的要求.     

风量测量用整流器的试验研究

风量的准确测量对大型电站锅炉的安全经济运行有着十分重要的意义。一般风量测量装置对测量装置前后的直管段有一定要求,当直管段不能满足要求时,只能考虑加装整流器来进行调整。该文对整流器的形式、截面形状、高度、长度等因素对整流效果的影响及整流器的阻力特性进行了试验研究。试验结果表明:同矩形栅格相比较,相同高度情况下,蜂窝状整流器有着更好的整流效果,不过矩形整流器具有制作和安装简单,坚固的优点;蜂窝状整流器高度越小,长度越长整流效果越好,不过相应的阻力系数也会增加。试验结果可以为整流器及其参数的选择提供参考依据。     

同轴电极内电极直径变化的边缘效应仿真研究

应用ANSYS数值计算软件包对同轴结构电极同轴电场的边缘效应进行较详尽的仿真研究.当内电极直径变化,保持内外电极半径差值相等,分析内电极直径变化时同轴电场边缘效应的变化,指出边缘效应沿径向呈倒U形分布,随着内电极直径的增加,不同电极空间相应位置上电场受边缘效应的影响减弱.这些结论对于固液体交接面闪络特性研究实验电极的设计具有重要的指导意义.     

30°斜式进水流道数模分析与泵装置特性试验研究

利用三维湍流数值模拟对某30°斜轴进水流道水力特性进行了分析,研究了设计流量工况下流道的内部流场、不同横断面和纵剖面速度等值线、出口断面速度均匀度和速度加权平均角以及流道水力损失。研究结果表明,斜式进水流道水流处于均匀渐缩,内部流态良好,无漩涡或脱流,出口断面流速分布均匀度Vu=98.2%,速度加权平均角度θ=88.42°,流道水力损失Δh=5.9cm,流道型线合理。试验研究了30°斜轴模型泵装置能量特性、空化特性和飞逸特性,得到5个叶片角度下模型和原型泵装置能量特性曲线、3个不同叶片角度下空化特性及叶片角-2°下的单位飞逸转速和单位飞逸流量。试验结果表明,模型泵装置最高效率随叶片角度减小而增大,叶片角-4°时的最高效率可达83%,较大范围运行工况下的空化性能优良,飞逸转速安全。研究结果对低扬程泵站水力优化设计具有重要的参考价值。     

基于嵌套网格方法的悬跨海缆涡激振动特性仿真

由于海流的长期冲蚀作用，埋设于海床表层的海底电缆容易形成悬空长度、悬空高度随时间逐渐开展的悬空段。当海缆悬空长度达到一定值时，海缆后方旋涡的脱落频率将与海缆的自振频率接近，发生频率锁定现象，处于锁定状态下的海缆振幅较大，极易引发铅护套的疲劳破损，因此考虑横流向和顺流向的耦合作用，建立了二维弹簧-阻尼涡振模型，并采用基于嵌套网格的切片法对不同参数影响下的悬跨海缆涡激振动响应进行仿真。结果表明：不同长度下海缆跨中节点的运动轨迹多呈“8”字形，同一约化速度下，海底电缆涡激振动横流向位移远大于顺流向振幅，但海缆在横流向的振动频率接近顺流向振动频率的2倍。海缆横流向最大振幅与海缆直径接近，端部约束方式和悬空长度主要影响海缆进入锁定区间的最小流速，对2个方向的最大振幅的影响较小。     

省煤器输灰管道结构优化

对省煤器输灰主管道进行优化,利用CFD软件Fluent,选择k-e标准型湍流模型和mixture两相流模型,分析输送速度为6 m/s,对比光滑管道与旋流管的输送性能及参数分布,对不同导叶角度α,导叶高度h,导叶数目和旋流段前长度l进行分析,并计算输送顺畅度β。得出结论:增加导叶段之后,输送顺畅程度β明显提高,叶片数和角度存在最佳值,叶片数6和α=15°,旋流段靠近入口,颗粒过早沉降,靠后产生较大高浓度颗粒区域,导叶高度在18～36 cm之间流场变化较小,当其增加至42 cm时产生颗粒贴壁流并沉降。设有旋流管道输送性能明显提高,颗粒沉降减少。     

导水机构两段关闭装置失效原因及改进

紧水滩水电厂下属的石塘水电站装有3台单机容量为26MW的轴流转浆式水轮发电机组，转轮直径为4．Zm，由杭州发电设备厂设计制造。首台机组于1989年7月投运。为了防止机组在事故停机时发生抬机现象，水轮机的导水机构装有两段关闭装置，在机组电调内装有两段关闭控制机构，经过多年运行，在事故紧急停机时，导水机构两段关闭功能始终没有实现，当时一直认为两段关闭控制的电气二次部分有问题，但试验几次后查不出什么原因，也没有引起各方面的重视，搁置了多年。近几年来，在检修水轮机叶片时，多次发现叶片根部和叶片轴的过渡部位出现裂缝…