三叶罗茨动力机叶型优化设计及性能分析

针对现有三叶罗茨动力机叶型面积利用系数低,流量脉动和冲击噪声大的问题,利用啮合原理推导了型线的参数方程。根据罗茨动力机转子的运动规律与型线特性,提出了改进渐开线型三叶扭叶转子。对渐开线型和改进渐开线型三叶扭叶转子进行了速度场和压力场仿真分析。搭建了以罗茨动力机为核心设备的试验平台,并对改进渐开线型三叶扭叶转子进行了工作性能试验,发现改进渐开线型三叶扭叶转子输出功率、机械效率和容积效率均优于渐开线型转子。研究内容为后续罗茨动力机转子型线的研究提供了新思路及理论指导与依据。     

基于动网格技术的混流式水轮机转轮内部瞬态流动数值模拟

水电站过渡过程常常引起水力机组压力脉动、振动和水锤等现象,严重影响电站的安全稳定运行。为了准确捕捉水轮机在过渡过程中的动态特性,本文区别于常规的稳态分析方法,采用CFD计算软件Fluent14.0,利用基于有限体积法的动网格技术对某混流式水轮机的活动导叶和转轮组成的单流道进行了三维瞬态流动数值模拟。真实模拟了在大波动过渡过程中转轮内部流态的变化,分析了导叶关闭过程中转轮内部压力场和速度场的变化过程。计算结果表明:动网格技术能够较好地模拟水轮机转轮内部流场的动态变化,其计算结果为三维过渡过程的研究提供了理论依据。     

基于温度流体场耦合的油浸式变压器热点温度计算*

提出了一种10 kV油浸式变压器热点温度的三维温度流体场耦合分析方法,仿真中考虑变压器内部金属结构件对绕组热点温度的影响,利用变压器空载试验和负载试验确定变压器内部总损耗,基于有限体积法,对变压器温度流体场进行计算,进而获取变压器绕组热点温度.绕组热点温度计算结果与预埋光纤测温系统的变压器温升试验结果相吻合,最大误差不超过3℃,验证了该方法的有效性和准确性.     

阵列式射频仿真系统中目标全极化回波模拟方法研究

本文主要针对反舰导弹末制导雷达极化抗干扰试验需求,开展阵列式射频仿真试验系统可变极化模拟方法研究。提出了一种目标全极化回波模拟方法,该方法充分考虑目标运动对其极化特性影响,准确描述导弹、飞机等目标高速运动状态下的极化散射特性。根据该方法,采用Simulink进行了典型舰船目标全极化回波仿真,仿真结果表明水平\垂直极化通道回波变化规律同实测数据变化规律保持一致,说明该方法的正确性。研究成果可直接应用于靶场装备建设和试验工作中,为装备建设和导引头试验提供理论基础和技术支撑。     

计算机数值模拟技术在1170t/h锅炉上的应用

阐述了1170t／h锅炉炉膛及燃烧器的设计参数,建立了数学模型,分析模拟结果和实验结果,并通过冷态空气动力场试验来验证计算机数值模拟技术合理性和准确性。     

基于多面体网格剖分的油浸式变压器三维温度场及油流场仿真

考虑到结构网格与非结构网格在变压器内部温度场及油流场数值模拟中计算效率和计算精度方面的技术缺陷,对一台单相试验变压器三维模型进行多面体网格剖分,完成了不同负载系数下变压器内部温度场及油流场的仿真计算。此外,为验证仿真模型,对试验变压器进行了温升试验。研究结果表明:在相同的基准尺寸下,与非结构四面体网格相比,多面体网格能大大减少网格单元数量,仅为四面体网格数量的1/3,在计算达到收敛时所需时间为四面体网格的1/9,所占用计算机内存为四面体网格的1/2,且得到的温度场与油流场分布较好;数值计算值与现场测量值的对比验证了多面体网格在变压器内部温度场及油流场数值模拟应用中的有效性与准确性,为以后大型变压器的三维数值计算与网格处理提供了新的思路与参考。     

基于CFD模拟的SCR脱硝装置优化改造

为解决某600 MW机组SCR脱硝装置在运行中出现的催化剂层前墙区域烟气速度低、后墙区域烟气速度高的问题,通过对脱硝装置内部流场的数值模拟分析,结合现场冷态试验验证数值模拟的准确性,并提出了优化方案。结果表明合理设置导流板、调整整流格栅结构可优化内部流场,解决该问题。     

基于CFD技术对复杂流场的测量研究

针对火电厂烟风道内部的复杂流场流量测量,选取CFD数值模拟技术,对烟风道内部速度场进行三维模拟计算。对比流量分配测试数据,验证了CFD模拟计算的准确性,依据分析结果设计并优化流量计,并给出相应的安装建议。     

基于内置差分电容的电缆接头局放检测技术研究

实时准确测量电缆局部放电对电缆运行状态的评估意义重大,目前电缆局部放电主要运用高频互感技术,通过高频电流传感器检测电缆局部放电,但极易受环境噪声干扰,无法准确判断电缆局部放电。本文介绍一种基于差分电容的内置差分容式局放检测技术,该技术可以精确测量电缆局部放电。根据GB/T 7354-2003、IEC 60270:2000标准,通过模拟电缆典型缺陷,对基于差分电容的电缆接头局放检测技术的有效性进行试验验证,试验证明了本技术与实验室局部放电系统的放电相位及响应趋势完全一致,验证了该技术的可靠性和有效性。并将该技术应用于工程实践,极大地提高了电缆局放检测水平。     

应用三维电磁–热–流耦合场分析法计算换流变压器干式套管的温度场分布

换流变压器阀侧干式套管主绝缘材料为环氧树脂/皱纹纸复合材料,散热能力较差,随着输送功率的提高,套管载流量的升高,发热问题已成为制约换流变干式套管安全稳定运行的瓶颈。该文以400k V换流变干式套管为研究对象,采用三维电磁–热–流耦合场分析方法,考虑了热辐射、热传导和对流传热的影响,计算分析了其三维温度场分布,得出了套管内部的温度分布规律。同时,为了验证所用仿真方法的准确性,对400k V换流变干式套管进行了温升试验,对比了测量点的仿真计算结果与温升试验结果,试验结果表明仿真结果与测量结果的差值低于8%,证明了该方法的合理性,可为换流变干式套管的设计提供计算依据。     

GIS盆式绝缘子温度多物理场仿真方法

基于GIS历史运行电流信息和环境信息,为实现服役期间盆式绝缘子温度信息提取,提出了一种GIS盆式绝缘子温度多物理场仿真计算方法。综合考虑了GIS母线内部辐射、传导、对流等复杂的传热过程以及涡流损耗、环境温度等因素,研究建立了包含盆式绝缘子在内的126kV GIS母线段温度场仿真模型。基于该模型计算了额定工况下126 kV GIS盆式绝缘子温度分布情况。研究结果表明:当环境温度为29℃时,126 kV GIS中心导杆在2 000 A(有效值)电流作用下,导杆饱和温度为70℃,盆式绝缘子内部平均温度为54.4℃。盆式绝缘子内部温度分布不均,由中心嵌件向外壳处下降,绝缘子内外温度差达21℃。此外,为研究所提出方法的仿真精度,搭建了126 kV GIS温升实验平台,实验测量结果与仿真结果偏差4℃,验证了仿真方法的有效性与准确性。     

600MW超临界锅炉新型燃烧方式试验及数值模拟研究

阐述了600 MW超临界锅炉的主要设计参数,分析了新型燃烧方式燃烧系统的设计特点,建立了炉内过程数值模拟模型,在同类型机组进行了冷态空气动力场试验,通过不同工况数值模拟结果对比,探索该型燃烧方式的燃烧调整方法.试验结果表明,试验结果和数值模拟研究结果相吻合.     

高温高压屏蔽电泵内部流动的三维定常流场模拟

通过对PG20L80-65-250高温高压屏蔽电泵三维定常流场分析,揭示高温高压屏蔽电泵的压力分布、汽蚀特性等内部流动规律,为提高该类水力模型效率、降低振动噪声等优化设计提供理论指导.同时,通过模拟结果与试验对比分析得知该模拟方法误差较小,可以用模拟结果代替模型试验,从而减少高温高压产品的试验费用,节约成本.     

高压三相组合互感器三相检定方法及其实现研究

提出了高压三相组合互感器在模拟实际工作状态下实施三相同时检定方法即三相法,并研制出一套实现该检定方法的检定装置.阐述了三相法的原理,介绍了所构建检定系统、检定装置的组成及其各功能单元的技术性能,提供了检定试验线路和试验结果.大量试验测试结果表明,本文提出的检测方法和检定装置,可准确检定10 ～35kV高压三相组合互感器...     

模拟电路故障检测与定位新方法

提出了一种基于统计理论与智能信息处理技术的容差模拟电路故障检测与定位新方法。在充分考虑容差效应的基础上,构建了故障阈值函数与故障判据,从而可通过监测可测点工作电压实现电路的故障在线检测。再通过离线测量电路在不同测试频率下输出对输入的增益,将可测点工作电压与电路增益两类测试信息经特征层融合,运用所提出的遗传神经网络方法对电路进行故障定位。仿真结果表明:所提方法对模拟电路的硬故障与元件参数偏移较小的软故障均适用,故障检测与定位准确率高。     

变压器油中溶解气体分析和故障诊断

变压器油中溶解气体分析技术具有操作简单快速、无需设备停电等优点,能够及时发现变压器内部的潜伏性故障,对保证电力系统安全运行具有重要意义。在分析变压器内部主要故障类型的基础上,对变压器油中溶解气体分析与故障诊断方法进行了研究,并结合实际故障案例,对该故障诊断方法的准确性加以验证。结果表明,油中溶解气体分析能够检测出多种高压试验无法发现的缺陷与潜伏性故障,并对故障类型进行初步定性,其分析结果可作为变压器状态综合评估的重要依据。     

风力机模拟器的阻尼补偿策略与实验验证

风力机模拟器作为模拟实际风力机的重要工具,可以简化风电研究的实验过程、缩短研发周期。由于模拟器的转动惯量远小于实际风力机,现有研究主要关注于应用转动惯量补偿算法的模拟器的稳定性问题。文中发现忽略阻尼或阻尼补偿不准确会严重影响模拟的准确性,导致转速偏低以至无法准确模拟实际风力机的机械动态过程,并完善了风力机模拟器的传动链模型,分析了风力机模拟器与实际风机传动链的阻尼差异对动态模拟准确性的影响机理,并设计了风力机模拟器的阻尼补偿策略。基于最大功率点跟踪控制实验验证了阻尼补偿策略,结果表明改进后的风力机模拟器能够更加准确地复现风力机的机械动态过程。     

孔板流场的二维激光测速试验研究

本文通过二维激光测速试验分析了孔板流场特性,并深入研究了孔板内缘型式对流场影响规律,采用圆形管道和模拟孔板断面的矩形管道两种模型试验对比分析,研究了孔板环内分离流发展过程与孔板内缘型式的关系,从而揭示了内缘型式对消能系数影响的内部机理。     

对称多孔孔板差压式流量计计量性能试验研究

多孔孔板差压式流量计因其快速平衡调整流场和有效降低压力损失等能力得到广泛应用,但其尚缺乏完整的结构参数设计和性能优化设计准则。针对提出的对称多孔孔板差压式流量计进行实流试验,研究其计量性能并与数值模拟结果进行对比分析,结果表明,对称多孔孔板差压式流量计可有效提高计量精度(±0.5%)、降低压力损失,具有更好的适应性,试验结果与数值模拟结果具有一致性,验证了数值模拟的正确性并对新型流量计进行了标定,研究结果可有效拓宽多孔孔板流量计的应用范围。     

基于多层模型的GIS盆式绝缘子温度分布仿真

GIS盆式绝缘子两侧存在与母线连接的电接触点,其接触电阻在GIS运行过程中可能会因接触不良而增大,从而产生异常发热,甚至引起故障。为探究盆式绝缘子在实际运行中的温度分布规律,文中利用110 kV GIS盆式绝缘子搭建了真型试验平台,依据该平台的参数建立了等比例的盆式绝缘子多层仿真模型,并通过注入等效热源的方式模拟通流导体、SF6气体以及GIS外壳对盆式绝缘子的热传递过程,替代了对流及辐射传热计算,使单次计算时间从几小时缩短至几分钟,在保证结果准确性的前提下有效提升了仿真计算速度。利用试验平台进行了800、1 200、1 600 A负荷电流的温升试验,通过红外仪及热电偶测量了盆式绝缘子表面的温度分布,验证了该仿真模型的有效性,并总结出不同负荷电流下仿真参数的设置规律。最后通过与单层模型仿真结果的对比分析表明多层模型的优化结果更加符合试验数据的温度变化规律。