水轮机压力脉动分析

水轮机压力脉动是引起水轮发电机机组振动及不稳定运行的重要因素之一,是评价水轮机水力性能的重要依据之一。文章论述和分析了几种典型的水轮机压力脉动形式及其对水轮机运行稳定性的影响,并介绍了减轻和避免压力脉动可采取的方法。     

混流式水轮机压力脉动与振动稳定性研究进展

混流式水轮机水力振动是影响水电站安全稳定运行的关键问题之一,研究混流式水轮机不稳定流诱发的压力脉动和振动问题,对于提高机组和水电站的运行稳定性有着十分重要的意义.本文着重介绍了水轮机压力脉动与水力稳定性模型试验、水轮机压力脉动与振动数值模拟以及水轮机转轮动应力与叶片裂纹研究方面的最新成果.在总结、分析现有研究成果的基础上,提出了混流式水轮机压力脉动和振动稳定性领域需要进一步研究的问题.     

混流式水轮机压力脉动计算

本文依据国内外大量混流式水轮机压力脉动实测试验结果,对理想流体应用毕奥-萨瓦尔定律,以兰姆型方程和伯努利方程为理论基础,导出了计算混流式水轮机转轮出口压力脉动振幅的实用公式。     

虚拟仪器技术在水轮机压力脉动测试中的应用

介绍水轮机模型试验中压力脉动的常见特征,给出一些水压脉动的统计规律,采用Lab Windows／CVI开发语言,结合National Instruments(NI)公司的数据采集板卡开发了基于虚拟仪器的水轮机模型试验压力脉动测试系统。     

间隙空化对贯流式水轮机压力脉动特性的影响

许多贯流式水电站机组振动严重、噪声大,部分电站难以正常运行.目前的贯流式水轮机稳定性研究多侧重于转速频率和涡带频率,对高倍转速频率压力脉动危害性及其成因关注较少.本文将空腔危害水力机械稳定性理论应用于灯泡贯流式水轮机间隙空化研究,采用理论分析和原、模型试验验证相结合的方法,论证分析了间隙空化和高倍转速频率压力脉动的联系...     

特殊压力脉动的研究与三峡模型水轮机稳定性测试

本文讨论了三峡右岸模型水轮机稳定性试验中的特殊压力脉动现象,通过多个方案不同转轮的模型试验和深入比较、研究,形成了对压力脉动的试验条件,包括测量链路的硬件条件、数据的处理方法、采样速率等内容比较一致的看法,并概括了特殊压力脉动现象的幅值、频率、流态现象、噪声等物理特征。为今后的试验研究打下了比较深厚的基础。     

中比速可逆式水泵—水轮机的压力脉动特性

本文根据潘家口电站模型验收实验资料归纳出可逆式水泵－水轮机的压力脉动特性。本文给，了水泵－水轮机在水轮机工况，水泵工况，制动工况，反泵工况的一系列压力脉动特性的实测曲线。同时也介绍了各种工况的脉动频率特征和分析意见。     

基于Hilbert-Huang变换的水轮机非平稳压力脉动信号分析

水力压力脉动在水轮机的运行过程中是不可避免的现象，而且在过渡过程中具有较强的非平稳性。以机组启动过程中的非平稳尾水管水力压力脉动信号分析为例，研究压力脉动在过渡过程中的时变特征。为了降低时频分析的计算量，提高时频分辨率，首先应用采样率转换技术对现场测试信号进行预处理，然后应用Hilbert-Huang变换进行时频分析，识别确定信号中的频率成分及其相对机组运行条件的变化情况。分析结果表明：水轮机尾水管中的水力压力脉动以低频成分为主，其时变性与运行条件密切相关，但是在过渡过程中，其频率成分相对时间的变化情况与机组转速变化不成比例：与其它时频分析方法相比，Hilben—Huang变换时频分辨率高，适合分析非平稳低频水力压力脉动信号。     

龚嘴电厂水轮机改造压力脉动试验研究

本文通过龚嘴电厂~#1水轮机改造的真机和模型压力脉动试验,简要介绍了水轮机压力脉动试验原理及方法,分析了水轮机真机与模型压力脉动的相似性。     

降低水轮机尾水管压力脉动措施的模型试验研究

本文介绍了几种布置在尾水管内的导流装置方案和模型试验结果,描述了各种措施对水轮机效率、出力、流量等参数的影响、降低压力脉动幅值的效果和频率特性。     

水轮机工况下水泵水轮机的无叶区压力脉动特性分析

水泵水轮机无叶区是机组内部水力因素引起的压力脉动最大的部位,也是机组和厂房振动的主要激振源之一。本文以某抽水蓄能电站机组稳定性试验结果为基础,分析了机组内部压力脉动混频幅值随负荷的变化趋势,重点关注了无叶区压力脉动分频幅值随负荷的变化规律,为研究机组和厂房振动诱因提供一种思路。     

水泵水轮机在水轮机制动工况下压力脉动的模型试验研究

本文对水泵水轮机模型装置在水轮机制动工况下的压力脉动迚行了试验研究,得到了不同导叶开度和不同测点位置,压力脉动信号在时域和频域内随流量的变化规律。此外,对无叶区压力脉动信号迚行了细致的分析,发现在导叶开度A0=20~40mm的范围内,该测点位置在小流量区域存在大小约0.5~0.7倍转频的特殊频率,这种频率能影响压力脉动的时频特性。     

混流式水轮机转轮区叶道涡压力脉动数值研究

混流式水轮机在偏离最优工况区运行时,不但在尾水管中有明显的旋转涡带,在转轮区也会有涡束沿着叶片流出,我们称之为叶道涡.随着大型混流式水轮机的广泛应用,叶道涡有可能对机组的稳定运行产生影响.本文利用数值模拟技术对某混流式模型水轮机转轮内压力脉动进行研究.研究表明:转轮区的压力脉动主要是由叶道涡诱发的,叶道涡的频率基本等于转动频率.     

基于全流道非定常流动计算的轴流式水轮机尾水管压力脉动分析

以轴流式水轮机全流道三维非定常湍流数值模拟为基础,对轴流式水轮机尾水管内的非定常流场进行了分析,研究了尾水管内涡带的形态,对尾水管压力脉动的幅值和频率特点进行了分析.结果表明,大流量工况时,在尾水管内形成了一个与转轮旋转方向相反低压涡带,引发了低频压力脉动,这种低频压力脉动是水轮机中压力脉动的主要脉动源之一.     

水轮机内部涡流与尾水管压力脉动相关性分析

本文对三峡水轮机模型机组进行了全流道非定常湍流数值模拟,选择了2个活动导叶开度工况,分别计算不同流量下水轮机尾水管内的旋涡流动。计算结果能够明显显示尾水管涡带的形成和发展,及尾水管内各个记录面上的压力脉动和相应的旋涡转动周期有密切的关系;同时,还表示了旋涡沿流动方向的产生、发展和消失的过程,及其对于压力脉动的形成的影响作用。通过分析发现,形成涡带的旋涡运动是从上冠附近进入到尾水管的,类似于绕流体的脱体涡,说明对于上冠附近流场的研究有助于进一步探讨涡带运动形成机理和减小压力脉动措施。     

降低混流式水轮机高部分负荷压力脉动方法探讨

针对混流式模型水轮机研发中有关降低高部分负荷压力脉动的方法进行了探讨．通过不同转轮多个方案的模型试验和深入比较,掌握了不同形式泄水锥对混流式水轮机高部分负荷压力脉动的影响规律以及不同补气位置对长泄水锥混流式水轮机转轮压力脉动的影响,为电站运行中降低高部分负荷压力脉动提供了科学依据.     

水力计算在预测水轮机压力脉动中的应用初探

水轮机的稳定性是评价水轮机性能的三项重要指标之一,到目前为止稳定性的研究还驻足在试验阶段,本文通过建立起尾水管压力脉动分频幅值与转轮出口环量之间的某种联系,对利用水力计算来预测水轮机的压力脉动进行了初步的探索。     

泄水锥形式对混流式水轮机压力脉动的影响分析

本文采用Transition SST湍流模型对模型混流式水轮机三维全流道非定常湍流进行模拟。在实验验证的基础上,针对五个导叶开度工况,分析了原型泄水锥、加长型泄水锥、加长加槽型泄水锥和圆头型泄水锥对水轮机压力脉动的影响,分析结果表明：三种改型泄水锥均能改变尾水涡带的形态,使得特殊压力脉动带变窄;泄水锥改型对水力效率、尾水管压力脉动的影响与导叶开度有关,圆头型泄水锥对减小压力脉动振幅的综合效果最好;泄水锥改型只对由尾水涡带引起的低频压力脉动有效,对动静干扰引起的叶片频率压力脉动影响不明显。     

混流式水轮机压力脉动预测

通过混流式模型水轮机全流道的三维非定常紊流计算,预测了引水部件和尾水管的压力脉动。计算以N－S方程为基础,基于贴体坐标和交错网格划分,对控制方程进行变换和离散,采用SIMPLEC算法求解,应用了RNG的k-ε湍流模型。     

不同步导叶对混流式水轮机压力脉动的影响分析

采用Realizable k-ε模型,对混流式模型水轮机三维全流道非定常湍流进行模拟,在实验验证的基础上,对不同步导叶(MGV)作用下的压力脉动进行了分析.选择部分负荷工况,分别研究MGV在5种不同开度下水轮机各过流部件的压力脉动特征.计算和实验结果表明:MGV不改变尾水涡带的旋转频率,随着MGV开度的变化,尾水管内主频和非主频的变化规律不同,甚至可能相反;转轮内的脉动主频为转轮转频与尾水涡带的旋转频率之差,其幅值变化规律与尾水管内脉动主频相同;MGV使转轮上出现了新的压力脉动频率,其值为转频与MGV数量的乘积,不同步导叶的开度偏离同步导叶开度越大,该频率的振动越强;在MGV作用下,各点主频脉动变化规律与采用同步导叶调节反映的规律是相似的,使用MGV装置可以在保证机组出力的条件下避开有害的压力脉动区.