空化诱导的轴流式水轮机转轮径向振动特性研究

转轮的径向振动特性对水轮机转子系统的稳定性至关重要。为了研究空化对轴流式水轮机转轮径向振动特性的影响规律,本文首先搭建了包含激光测振仪(Laser Doppler Vibrometer, LDV)的非接触式振动测试系统,并结合高速摄影系统获得了不同空化状态下的转轮内部流场图像以及转轮径向振动信号。然后对转轮内部流动图像及振动信号进行了综合分析,结果表明：从无空化到空化初生阶段,空化系数的降低对转轮径向振动基本没有影响;空化初生以后,转轮径向振动的幅值会随着空化程度的加剧而急剧上升。转轮内部空化流动形态的转变是转轮径向振动频域特性改变的根源。从空化初生到完全空化阶段,转轮径向振动的能量会出现向低频区域迁移的趋势,增加机组共振的风险。本文的研究对轴流式水轮机稳定运行以及经济性具有重要意义。     

轴流式水轮机转轮设计程序的开发

主要介绍轴流式转轮计算机辅助设计程序的开发要点,设计步骤和程序的主要特点。该程序是使用流线积分法并结合大量优秀转轮的数据库而编制的转轮设计程序,充分考虑了设计人员的经验,使有经验的设计者能方便地输入他的设计思想,而普通设计者可利用转轮数据库优化设计结果,以得到性能优良的转轮。最后,结构D179a转轮的设计实践和模型试验与真机试验结果的比较,说明了该程序的实际使用效果和设计心得。     

轴流式转轮叶片计算机有限元网格自动划分程序研究

在进行轴流式转轮叶片有限元分析时，根据轴流式叶片翼型的特点，运用B样条插值函数研究了叶片有限元网格自动划分程序。运用该方法，可以大大缩短分析轴流式转轮叶片强度的周期，提高工作效率，为在短时间内设计出水力性能优良、满足强度条件的优秀转轮创造了条件。     

混流式水轮机转轮端面空化探讨

本文介绍了混流式水轮机转轮出现的端面空化,探讨了水轮机转轮出现端面空化的原因,对防范模型试验中此类空化的发生提出了建议。并简单探讨了此类空化模型水轮机与真机的相似性。     

轴流式水轮机转轮体的接触应力分析

轴流式转轮体与叶片枢轴相配合区域的应力状况是转轮体设计中关注的焦点。本文应用新开发的ＳＤＲＣ／Ｉ－ＤＥＡＳ程序的接触分析功能，对轴流式转轮体的接触应力进行了分析，所得结果比不考虑接触更为合理，对指导转轮体的设计有益。     

轴流式水轮机转轮CAD系统的开发设计

介绍了轴流式水轮机转轮CAD系统的开发要点和设计程序的特点及步骤。该系统集分析计算程序、数据管理及绘图系统为一体，构成完整、独立的CAD设计系统。转轮设计计算程序采用流线积分法进行，并将以前的设计经验及试验数据作为设计依据，利用高级语言与Auto-CAD的接口实现自动绘图。     

轴流式水轮机内三维空化湍流的数值研究

采用一种完整空化模型和一种混合流体两相流模型,对轴流式水轮机全流道内的定常空化湍流流动进行了数值模拟。根据模拟结果,考察了水轮机在低尾水位下运行时流道内空化发生的部位和程度,并对水轮机的空化性能进行了预估。数值预测的空化流动现象与模型水轮机空化试验中所观察到的现象基本一致,说明数值模拟结果可为水轮机的空化性能预测提供参考。     

轴流式水轮机间隙空化与翼型空化差别浅谈

本文介绍了轴流式水轮机间隙空化与翼型空化的差别,并针对在轴流式水轮机模型试验中出现的特殊空化现象,通过CFD数值模拟技术进行分析,初步确定发生空化位置,采取一定的消除间隙空化措施,并在模型试验中进一步证实,该空化现象为间隙空化。     

轴流式水轮机转轮体有限元分析

本文通过两种力学分析模型,对轴流式转轮体进行刚强度分析,结果表明:由于采用不同的力学模型,其计算结果相差较大.最终给出了轴流式转轮体有限元分析的力学模型.     

转桨式水轮机转轮叶片轴套试验研究

本文介绍了四种材料的轴流转浆式转轮叶片轴套在全模拟真机条件下进行的性能试验，并对试验结果进行了详细分析，提出了多项改进措施，为今后叶片轴套的开发和应用开辟了一条有效的途径。     

水轮机转轮下环气蚀

本文介绍了古田溪水电厂水轮机转轮下环气蚀情况和采取的气蚀保护措施,以及改造的方案。     

改善水轮机转轮空化的新方法

本介绍了一种改善水电站水轮机转轮空化的新方法。其技术路线是转轮翼型测绘－空化区翼型优化－转轮修型。实践证明该方法具有良好的效果，特别大，中型水轮机。     

襟翼高度对混流式水轮机转轮空化特性的影响

空化空蚀作为水轮机运行过程中的常见问题,对水轮机性能以及机组安全稳定运行产生影响。该研究以HLX80-LJ-145混流式水轮机为研究对象,在原始转轮的基础上增加襟翼,利用ANSYS CFX对流量0.6Q_d、0.8Q_d和设计流量Q_d工况点下清水与含沙水的转轮空化现象展开数值分析。结果表明:转轮叶片吸力面靠近转轮出口边出现大面积空化;增加襟翼后转轮进口来流得到分流,水流流态变好,流线顺畅,水流和泥沙流速均减小,空泡体积分数减小,清水介质中流量0.6Q_d工况点减小最为明显,相对减小约16.35%;泥沙对转轮内的破坏减弱,含沙水介质中流量0.6Q_d工况点最大空泡体积分数相对减小约11.34%,空化性能得到改善。     

刘家峡电厂HLA430a转轮空蚀磨损状况探讨

刘家峡水电厂增容改造的HLA430a－LJ－550水轮机,1994年4月投运,4年后停机大修,共运行17055h。转轮空蚀状况有较大改善。本文介绍了改造过程中为提高转轮抗空蚀磨损能力进行的各项研究工作,新转轮运行工况、空蚀状况以及与1985年3月更换的不锈钢转轮的差别,对我国多泥沙河流电站提高水轮机抗空蚀磨损性能有着重要的参考价值。     

轴流转桨式水轮机空化声信号特征研究

影响水轮机使用寿命与性能的一个主要问题是空化空蚀现象,通过声信号检测空化是空化空蚀研究的重要领域,其中主要的难题是确定不同空化程度时声信号的特征。在轴流转桨式水轮机模型空化试验中,用宽频传感器测试不同空化程度下的声信号,分析声信号的频谱特征随空化发展的变化规律,结果表明,随着空化的发展,声信号频谱变化明显,且各个不同频段的变化率不同,揭示了通过声信号各频段的相对幅度来确定空化发展的严重程度的可能性。     

转桨式水轮机转轮叶片密封结构改进

通过对国内外转桨式水轮机各种叶片密封结构的分析,以针对性的试验为基础,推出了新的无弹簧多层“V”型密封。该密封采用了新型材料,具有合理的尺寸形状和自封性能。保证了密封具有可靠的性能和较长的使用寿命,同时不需维护。这种密封已经过实际运行考验,在电站改造中可以实现在不改动转轮体和叶片的前提下,较好地解决老机组叶片密封漏油漏水问题。     

水轮机转轮叶片几何和力学参数计算

根据叶片木模图中数据给定方式,推导了混流式和轴流式水轮机转轮叶片的体积、重量、重心位置及正、背面面积计算公式,编制了计算程序。