混流可逆式水泵－水轮机全工况压力脉动的研究

该文根据在实验室进行的中低水头混流可逆式水泵－水轮机压力脉动试验结果整理出的压力脉动特性，给出了水泵－水轮机在水轮机工况、水泵工况、制动工况和反水泵工况的压力脉动特性试验曲线，并对脉动特性进行了分析。     

混流可逆式水泵——水轮机全工况压力脉动的研究

该文根据在实验室进行的中低水头混流可逆式水泵－－水轮机压力脉动试验结果整理出的压力脉动特性，给出了水泵－水轮机在水轮机工况、水泵工况、制动工况和反水泵工况的压力脉动特性试验曲线，并对脉动特性进行了分析。     

负倾角水泵水轮机转轮水轮机工况压力脉动特性研究

为了系统地研究负倾角转轮机组在额定出力工况及50%出力工况下机组不同位置的压力脉动特性,以某抽水蓄能电站负倾角转轮为基础,通过三维建模软件UX建立全流道计算域,然后采用ANSYS ICEM和TURBOGrid划分全流道结构网格;并采用ANSYS CFX进行数值模拟得到各压力监测点压力脉动信号。计算结果表明,在两种工况下,机组压力脉动主频均为叶片倍频;负倾角转轮机组压力脉动振幅沿负z方向明显升高;机组压力脉动振幅随流动方向先升高后降低,在无叶区位置达到最大值。     

水泵水轮机低水头空载运行的压力脉动研究

针对水泵水轮机的S特性和压力脉动致使机组产生剧烈振动,从而破坏构件甚至引发事故的问题,以宝泉抽水蓄能电站#1水泵水轮机为例,采用CFD数值计算方法计算了6种工况下5个测点的压力脉动特征值,并将不同测点的压力脉动频域图与试验值进行了对比分析。结果表明,采用非同步导叶装置会使压力脉动增强,指出改变流道流态是解决压力脉动的关键,为当前机组的稳定运行提供了建议,也为压力脉动的深入研究提供了技术支持。     

抽水蓄能电站可逆式水泵——水轮机的设计及特性分析研究

目前,国外的可逆式水泵—水轮机迅速发展,我国许多地方也都在计划兴建抽水蓄能电站。本文介绍並讨论了蓄能电站的型式;可逆式水泵—水轮机设计及这种逆式机械的运行特性。     

贯流式水轮机流动特性及压力脉动特性研究

基于STAR CCM+软件,对贯流式水轮机全流道进行三维非定常数值模拟,研究不同水头工况下贯流式水轮机的内部流动特性及压力脉动特性.结果 表明,贯流式水轮机内部压力脉动主要受到叶片通过频率(10 Hz)和低频压力脉动的影响,在转轮进口和无叶区处,水轮机压力脉动主要由转轮旋转引起,在尾水管进口处,压力脉动既有低频压力脉动...     

可逆式水泵水轮机多目标优化设计及流动研究

传统水泵水轮机设计方法设计周期长、成本高,且十分依赖于设计经验。为此,介绍了一套适用于水泵水轮机设计的多目标优化设计系统,利用该优化设计系统,以叶片载荷和叶片倾角为优化变量,以水泵额定工况点的机组效率、水泵空化性能、水轮机额定工况点的机组效率及水轮机最优工况机组效率为优化目标,对某抽水蓄能电站的水泵水轮机转轮进行了优化设计,得到了优化转轮。结果表明,该系统非常适用于转轮多目标开发设计,相比于初始转轮,优化后转轮4个优化目标均得到不同程度的提升;在水轮机额定工况下转轮流线分布明显改善,有效提高了转轮叶片最低压力值。     

不同工况下水泵水轮机尾水管压力脉动特性与改善措施研究

不稳定水流诱发的压力脉动是引起水力机械振动进而影响水泵水轮机安全运行的重要原因.为研究不同流量下水泵水轮机尾水管涡带形态的演变,分析空化系数对涡带形态的影响,基于FBM湍流模型,针对水泵水轮机五种典型运行工况进行非定常数值模拟,重点比较了不同流量与空化系数对尾水管涡带形态的影响.结果表明,当机组运行在0.5倍和1.1倍...     

抽水蓄能电站及可逆式水泵水轮机的发展

随着电力工业的迅速发展,我国某些水资源较贫乏地区的电力系统出现了调峰容量不足、系统运行经济性差等严重问题,为解决这些问题,近年来有关部门正在进行抽水蓄能电站的选点规划和设计工作,抽水蓄能电站的建设也被提到了“八五”计划的议事日程.本文拟就国内外抽水蓄能电站及可逆式机组的发展情况和水泵水轮机发展过程中存在的一些技术问题进行较系统的介绍和阐述.     

水泵水轮机反水泵工况的特性研究

为了解水泵水轮机反水泵工况的水力性能,以某抽蓄电站为例构建了水力模型,采用SSTk-ω模型和Presto差分格式模拟反水泵工况的内流场和外特性,并结合试验数据进行对比验证.结果表明,反水泵工况的扬程与流量关系曲线及特性曲线均呈抛物线分布;活动导叶开度越大,进入反水泵的转速越高,流量越大;反水泵工况存在大量的回流涡结构,反水泵的能量损失主要集中于活动导叶的入口和出口处;转轮内存在的脱流现象主要分布在叶片吸力面进口处和压力面出口处;流量越低,转轮流道大尺度涡结构越多,乃至充满整个流道.该结论为水泵水轮机“S”特性的研究提供了依据.     

混流式水轮机叶道涡演化及压力脉动特性研究

水—风—光互补发电系统中的水轮机将由主要担任发电任务的常规水轮机逐渐转变为担任调节负荷任务的调能水轮机,其运行在部分负荷工况诱发的叶道涡严重制约着水轮机的运行稳定性.本文基于SST k-ω湍流模型与Zwart空化模型耦合的方法开展了混流式水轮机部分负荷工况下叶道涡不稳定流动特性研究.结果表明,转轮上冠处的流动分离对叶道涡的形成有重要贡献.叶道涡在转轮内为一个强度周期性改变的动态过程,其脉动主频为转频的1.1倍.叶道涡强度的变化可分为涡结构由展向中间位置向出水边迅速发展形成完整叶道涡和完整叶道涡强度缓慢增加的两个过程.叶道涡的动态演化会显著增强转轮叶片吸力面出水边一侧的压力脉动幅值,直接影响水轮机的水力稳定性.     

混流式水轮机尾水管压力脉动

尾水管压力脉动是混流式水轮机运行中经常遇到的问题,随着其运行水头的提高,压力脉动将造成不能容忍的危害,需要深入开展研究工作。 一、分析水轮机尾水管压力脉动的旋流平方法:     

可逆式水泵水轮机蜗壳分瓣合缝面过渡板缺陷处理

可逆式水泵水轮机蜗壳分瓣面位置过渡板装焊极易出现错牙超差缺陷,处理错牙采用堆焊,堆焊又出现缺陷,由此整个缺陷分析与处理较为复杂,为同行掌握类似问题提供了经验。     

贯流式水轮机压力脉动特性及尾水管流态分析

本文以福建高唐水电站灯泡贯流式水轮机真机为研究对象,对贯流式水轮机满负荷工况、额定工况和低负荷工况进行了三维非定常数值模拟,各工况导、桨叶均为各自对应的最优协联角度,来分别研究三种工况压力脉动特性和尾水管的流动情况.结果表明,灯泡贯流式水轮机在导叶进口、转轮进口和尾水管进口压力脉动主要是受叶片通过频率影响,即由转轮旋转所引起的,而在尾水管出口主要受低频压力脉动的影响.同时,满负荷工况时,脉动幅值最小,尾水管流线相对分布均匀,形成的涡量最少,额定工况至低负荷工况,幅值越来越大,尾水管流线也越来越紊乱,漩涡数量明显增加.     

多工况下高水头水泵水轮机压力脉动特性分析

为研究多工况下高水头水泵水轮机内部的压力脉动特性,以某抽水蓄能电站水泵水轮机模型为例,采用SST湍流模型对非设计工况点下的水泵水轮机进行三维全流道非定常数值模拟,同时监测了固定导叶与活动导叶间、无叶区及尾水管处的压力脉动。结果表明,对于固定导叶与活动导叶之间的区域,水轮机工况下的压力脉动主频为叶片通过频率,而水泵工况下的最高扬程和最低扬程工况的主频分别为转频和叶片数通过的频率;对于无叶区,由于受到强烈的动静干涉效应,水轮机、水泵工况下的主频均为转轮叶片数通过频率,且脉动幅值较大;对于尾水管区域,直锥段处的频率分布规律与流量有关,水轮机小流量工况下,尾水管内主要为0.3倍转频的低频压力脉动,而水轮机大流量工况下,脉动频率主要以2.6倍转频为主。     

增压柴油机排气管压力波脉动特性的试验研究

为利用排气管内压力波进行废气重吸再循环的技术方法,提供准确配气正时设计依据,以某六缸增压柴油机为研究对象,以发动机转速、喷油提前角、负荷为变化条件,开展典型工况条件下,排气歧管内压力波形、波峰值及波峰位置随发动机运行条件变化的试验研究,得到了不同的影响规律。研究结果表明:排气歧管内压力波峰值随负荷率增大而增加,但峰值所对应的曲轴转角位置与负荷率大小无关;随着转速的升高,压力波峰值所对应的曲轴转角增大,其中喷油提前角为6°CA时变化幅度最为明显;在100%、75%负荷下,随着喷油提前角的减小,压力波曲线峰值所对应的曲轴转角增大。     

水泵水轮机模型全特性试验的关键技术改进措施

抽水蓄能电站水泵水轮机模型全特性试验结果关系到电站的过渡过程及运行稳定性,其不同于常规性能试验的诸多特性提高了对试验设备和方法的要求,同时“S”区、零流量、低单位转速等区域试验工况的不稳定亦给数据采集带来了很大困难。根据国内几座大型抽水蓄能电站项目的模型水泵水轮机全特性试验累积的经验,分析总结了水泵水轮机全特性试验的关键技术点,就试验过程中的不稳定区域提出了切实有效的试验方法,并取得了满意的试验结果,可为其他抽水蓄能电站的全特性试验研究提供参考。     

多能互补发电系统中杨家湾水电站水轮机压力脉动特性的数值研究

在多能互补联合发电系统中,水电作为调节系统,为了平衡系统中出力的波动,需要频繁地改变运行工况.而在偏工况下运行时,水轮机就会出现压力脉动、水力振动等稳定性问题.本文针对多能互补联合发电系统中的杨家湾水电站混流式水轮机,开展了压力脉动特性数值研究,对杨家湾水电站额定水头下不同导叶开度工况进行非定常数值计算,设置了一系列各过流部件监测点,通过快速傅里叶变换(FFT)对水轮机内部压力脉动进行频谱分析,找出了各过流部件产生压力脉动的原因,研究了不同工况下水轮机压力脉动特性.     

高水头混流式水轮机尾水管压力脉动综述

在高水头的混流式水轮机中,由工程实例的观测和研究可以得出,其运行过程中的机组不稳定性主要来源于机械内部的水力振动,而尾水管压力脉动作为水轮机水力振动的主要原因,在一定情况下会引起机械的疲劳失效。而从其内部流动机理上看,其周期性脉动特征是偏工况条件下尾水管内部的涡带振动,旋进涡核会产生高振幅低频压力脉动和高频压力脉动。本文主要介绍和讨论了国内外学者对这一领域的研究。这些研究主要包括尾水管涡带振动的机理研究,尾水管涡带振动的试验研究和数值模拟,尾水管涡带振动的结构影响,尾水管涡带振动的预防措施及对策。     

钠泵压力脉动特性分析

为了探究某型钠泵流场压力脉动特性,采用ANSYS CFX软件,选取SST湍流模型,对其在0.6Q_n、0.8Q_n、1.0Q_n和1.4Q_n(Q_n为设计点流量)工况下进行了非定常数值模拟。数值计算得到的钠泵性能曲线与试验值吻合较好,验证了数值计算模型的准确性。在叶轮和导叶的某一流道分别设置了3个监测点,分析了叶轮和导叶不同位置处的压力脉动规律,并对时域信号进行傅里叶变换,对其进行频域分析。结果表明:从叶轮入口到导叶出口,压力脉动先增大后减小,叶轮出口和导叶入口处压力脉动最大;叶轮流道内压力脉动频率以导叶叶频为主,导叶流道内压力脉动频率以叶轮叶频为主,小流量工况下,低频信号影响较大;导叶出口压力脉动明显比叶轮出口小,但是由于半球形泵壳的束缚,导叶出口处出现了末端回流。通过对钠泵内部的压力脉动分析,可为钠泵的研究和优化设计提供参考。