水轮机选型设计(上)

水轮机选型设计是水电站水能设计的一项主要设计内容,在水电站装机容量已定的情况下,确定机组台数（单机容量）及水轮机的型式、转轮直径、额定转速、安装高程;选定定浆式水轮机的叶片角度和导叶最大开度;冲击式水轮机的射流直径和喷嘴数等。1 水轮机类型及使用范围水轮机是一种把水能转换成机械能的水力机械,它由引水部件、导水部件、工作部件和泄水部件四大部件组成。利用这种水力机械带动发电机,使转轮的旋转能量变为电能。1.1 水轮机型式现代水轮机按其工作原理可分为两种主要类型:即冲击式水轮机和反击式水轮机。     

水库泄洪排涝泵水力性能数值模拟试验研究

导叶参数是水库泄洪排涝泵水力性能的最关键要素。结合物理模型试验方式,探讨不同旋转导叶参数对水库泄洪排涝泵水力性能的影响。试验结果表明:水库泄洪排涝量较小时,应增加适量旋转导叶数量,而在流量较大时,应逐步减少导叶数量;经试验当导叶旋转角在15°~22°,叶径比在0.63~0.68之间及叶面截口面积比在2.9~3.1时,水库泄洪排涝泵水力性能可达到最佳。     

不同粗糙度对轴流泵水力性能的影响研究

为了探讨轴流泵各过流部件壁面粗糙度对水力性能的影响,将轴流泵分为进口段、叶轮室、导叶室以及出口段4部分,采用中心实验设计方法,基于数值模拟仿真技术对轴流泵的扬程、轴功率及效率进行了试验设计和仿真研究。结果表明,叶轮壁面粗糙对水力性能影响最大,对扬程的影响系数为-0. 265,对效率的影响系数为-0. 283,对轴功率的影响系数为0. 099。文章的研究对指导轴流泵站的运行管理和维护提供了很好的指导意义。对轴流泵的加工制造精度要求也提供了理论依据。     

水轮机水导油盘打油装置改造方法

本文就石头电站水轮机水导轴承油盘打油装置在运行过程中经常发生不打油或打油不停的现象,对水轮机水导轴承油盘打油装置存在的问题进行了分析,并结合实际情况,通过分析、试验,对水轮机水导轴承油盘打油装置进行改造,成功解决了生产运行中的难题。     

物体形状对升阻特性的影响

运用有限差分方法,采用专业流体力学仿真软件,对具有相同特征面积的长方体、圆柱体、NACA0021翼型、NACA23021翼型、波音737d翼型等结构进行了相对气流速度200 m/s状态下的二维流场数值模拟仿真,结果发现长方体和圆柱体结构的所受到的阻力远远大于其他3种翼型,波音737d翼型的阻力最小。对比升力特性,发现具有对称性的结构在正面迎风状态下的升力几乎可以忽略不计,翼型上下的不对称弧度差异是造成升力产生的主要原因。     

立式轴流泵直管式出水流道CFD水力设计研究

为优化天生湖一站立式轴流泵直管式出水流道的设计合理性,文章运用SolidWorks三维数值模拟软件的Flow Simulation模块平台,对不同出水流道设计方案进行了流体动力学计算(CFD),分析流线、截面速度矢量及截面静压等重要参数在内流场中的分布规律,定量计算了水力损失,通过分析计算结果得出了最优设计方案.     

阶梯溢洪道与光滑泄槽的水力特性比较

本文采用水力模型试验与数值模拟相结合的方法对城北水库溢洪道进行了研究,对比了光滑泄槽与阶梯溢洪道的水力特性并对结果进行了分析.     

端壁抽吸对压气机平面叶栅性能影响的数值研究

以NACA65-K48型叶栅为研究对象,采用数值模拟的方法,利用UG建立其三维流场模型,ICEM CFD进行结构化网格划分,CFX进行求解计算,研究端壁开槽抽吸对平面叶栅角区分离的控制效果。对比在来流马赫数为0.7、攻角为0°下,不同抽吸位置、不同抽吸流量对叶栅出口截面损失的影响,得出：端壁开槽抽吸能够有效抑制角区分离,减少总压损失,在25%～50%弦长范围开槽作用效果最好;随着抽吸流量的增加,对流动损失的抑制效果先增强后趋于平稳,最佳抽吸流量为进口质量流量的1%。     

应用井下仰孔注水测漏法探测导水裂隙带高度

水体下开采时,导水裂隙带沟通地表水体或含水层会造成井下工作环境恶化和矿井排水费用增加,有时甚至发生淹井事故。要保证矿井安全生产,就要确定导水裂隙带发育高度。由于各矿地质采矿条件各异,理论计算、数值模拟和物理相似模拟预计的导水裂隙带高度误差较大,现场观测确定的导水裂隙带高度依然是最常见的方法。本文以某矿3201、3202工作面为例,阐述应用井下仰孔注水测漏法探测导水裂隙带高度的流程。     

影响球阀流通性能指标的计算参数研究

为探究阀门的流通性能，以某项目的球阀为案例，利用CFDesign软件进行流场数值模拟，研究流速对流量系数的影响，并比较不同接管内径情况下当量长度的变化，为阀门流场分析时输入条件流速、设计阀门时技术性能中限值指标的选取提供参考。     

水轮发电机导叶发卡故障分析及改进

由水轮发电机组水轮机套筒引起的故障是水电站运行过程中存在的一个普遍问题,涵盖设计、制造、安装、检修、运行等方面的原因。运行中机组的不同负荷工况引起套筒漏水、抱死的也有差异,需及时找出其中原因并采取措施消除。文章介绍了某水电厂4号机组运行时导叶套筒与导叶发生抱死现象后,导致导叶不能操作的现象描述和分析,以及采用的措施和取得的效果,继而提出今后对导叶轴套方面的改进设想。     

浅析高压线塔对浑河沈阳城市段水力特性及行洪安全的影响

文章以浑河闸至砂山橡胶坝之间的河段为例,建立基于Mike21的二维水动力模型,通过计算沈阳市某220kV高压线移设工程跨浑河段工程前后河道流场的变化,分析讨论阻水建筑物对河段水力特性及行洪安全的影响。为城市段河流水动力计算模型概化、水力特性分析及阻水建筑物对行洪安全影响提供参考。     

导流洞不同入汇比对出口区水流特性影响研究

水流交汇现象十分普遍,且交汇区常形成复杂的水流结构.文章采用数值模拟的方法建立概化模型,对导流洞入汇角为45°时,不同入汇比对导流洞出口区的水流特性影响展开研究.分析了出口区水面线、平面流场及剖面流场的变化规律.     

折流板切口方向对管壳式换热器传热性能影响

为了研究单节段挡板对管壳式换热器的传热和流动阻力的切割方向的影响,本文通过建立3种不同管壳式换热器的挡板,简化实体模型的切口方向,使用CFD软件Fluent在壳管式热交换器上进行热传递和流动状态的3D数值模拟。以水为壳体介质,改变壳侧介质入口流速,同时改变壳侧雷诺数Re在10000~70000范围内,得到不同条件下壳侧流场和温度场。根据数值模拟,总传热系数,壳侧传热系数/压降和单位压降的ΔP作为不同切口方向的管壳型挡板的综合测量,当流场和温度场的变化管壳式换热器外壳。数值模拟结果表明:挡板是垂直切割方向,管壳式换热器总传热系数最大且压降最小,换热器达到最佳性能,其他2种管壳式挡板切割方向换热器性能几乎不变。     

基于CFX的典型差压式流量计流场数值模拟研究

基于CFX商业软件,对典型差压式流量计的内部流场进行数值模拟研究。详细研究了关于孔板流量计及V锥流量计的流出系数影响因素,得到了不同模拟工况下的内部流场变化规律。将数值模拟与经验公式计算值进行对比验证,两者吻合度高,误差基本控制在5%以内。借助CFX数值模拟进行孔板、V锥流量计的压降及耗能定量分析,结果表明V锥流量计具有明显的节能效果,同时探讨了孔板流量计的沉积、冲蚀问题。研究表明数值模拟可作为一种差压式流量计设计及标定的辅助方法。     

蒸汽轮机抽汽口流场的数值模拟研究

结合实际工程实例,通过数值模拟法对蒸汽轮机抽汽口的流场进行分析,并提出相应的计算方法与模型。同时,对通流部分到抽汽管的各部分流场进行详细探讨,对通过数值模拟得出的数据与实际实验结果进行对比,论证数值模拟的可操作性。     

水轮机选型设计(下)

2 反击式水轮机基本参数选择水轮机基本参数包括:水头H、流量Q、出力N、转轮直径D_1、额定转速n_H、飞逸转速n_p、效率n_T、汽蚀系数σ和水推力P_(st°)水轮机的参数值不同,即使同一水轮机在不同的工作情况下,这些基本工作参数的数值也常常发生变化。各参数的变化互成一定的关系,选择水轮机必须了解基本工作参数的变化规律和相互关系。2.1 水轮机选择的原则（1）力求水轮机平均效率最高,使水电站获得较大的动能效益,同时尽量降低水电站造价,做到经济合理;（2）有利于水电站枢纽布置,适应厂房的地形地质条件,同时满足电站运行方式的要求;（3）水轮机制造、运输、安装和运行     

对水轮机泥沙磨损保证值参数检测的探讨

文章结合新颁布实施的《反击式水轮机泥沙磨损技术导则》(GB/T 29403-2012)标准,对利用现有条件下水轮机泥沙磨损保证值的检测进行了探讨,对解决因水轮机磨损影响水轮机机组安全稳定运行问题有借鉴作用。     

含不同入口构件的重力式分离器内流场的数值模拟

应用Fluent软件的标准к-ε模型和多相欧拉模型,对重力式分离器的油气分离器入口构件处流场进行了三维数值模拟,得到含有3种不同入口构件的分离器内部速度矢量和流线,分析并比较了不同构件下的分离特性。模拟结果表明,Fluent软件可较好地模拟油气两相在分离器内部的流场和浓度分布,较为准确地反映出真实分离器内部流场情况,为分离器的设计提供科学的参考依据。     

离心泵径向力预测方法研究

比较经验公式法、间接测量法和直接测量法预测径向力,提出数值模拟预测法。将径向力简化为叶轮周围流场对叶轮径向的作用力,提出离心泵径向力计算的数学模型,利用数值模拟得到不同工况下叶轮出口与蜗壳耦合面的压力分布。利用CFD软件Fluent对1200S56型离心泵的不同工况进行数值模拟,通过Matlab对数值模拟结果进行后处理,得到泵在不同工况下的径向力。比较各种预测方法的可靠性与经济性。