在低水頭水力資源開發(fā)中,燈泡貫流式水輪機(jī)是首選形式之一。燈泡貫流式水輪機(jī)不設(shè)蝸殼,主要的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)為活動(dòng)導(dǎo)葉。導(dǎo)葉開度是活動(dòng)導(dǎo)葉的重要參數(shù)之一,其與轉(zhuǎn)輪的匹配性直接決定著水輪機(jī)的性能和內(nèi)部流動(dòng)特性。由于燈泡貫流式水輪機(jī)運(yùn)行范圍寬,不同的工況下,水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特征是不一樣的,因此研究其在偏工況條件下的內(nèi)部流動(dòng)特征對(duì)水輪機(jī)運(yùn)行具有指導(dǎo)意義。為確保整個(gè)水輪機(jī)組安全穩(wěn)定性,水輪機(jī)的空化性能和壓力脈動(dòng)已成為研究的焦點(diǎn)。本文以某燈泡貫流式水輪機(jī)為研究對(duì)象,運(yùn)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）方法,分別對(duì)三種導(dǎo)葉開度下的水輪機(jī)在額定工況下進(jìn)行全流道數(shù)值模擬。通過分析對(duì)比三種開度下的水輪機(jī)水頭和效率,同時(shí)研究全流道截面壓力、速度分布,導(dǎo)葉外環(huán)面壓力分布,導(dǎo)葉葉片壓力分布以及轉(zhuǎn)輪葉片壓力分布,獲得最優(yōu)開度,在額定流量和轉(zhuǎn)速條件下得到最佳的水輪機(jī)外特性和內(nèi)部流動(dòng)質(zhì)量。為了獲得水輪機(jī)在不同工況的內(nèi)部流動(dòng)特征,對(duì)燈泡貫流式水輪機(jī)進(jìn)行額定工況和小流量工況下的非定常數(shù)值模擬。通過對(duì)兩種工況下水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)燈泡體流道在兩種工況下流動(dòng)穩(wěn)定;導(dǎo)葉在偏工況下流動(dòng)存在偏差,且在導(dǎo)葉進(jìn)口邊產(chǎn)生一定的水力損失。在導(dǎo)葉背面因... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究的目的和意義
    1.3 國內(nèi)外研究狀況
        1.3.1 國外貫流式水輪機(jī)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)燈泡貫流式水輪機(jī)研究狀況
        1.3.3 燈泡貫流式水輪機(jī)空化研究
        1.3.4 燈泡貫流式水輪機(jī)壓力脈動(dòng)研究
    1.4 數(shù)值計(jì)算
    1.5 本文研究內(nèi)容
第二章 流動(dòng)描述及數(shù)值計(jì)算方法
    2.1 計(jì)算流體力學(xué)方法
    2.2 ANSYS CFX軟件簡介
    2.3 流體力學(xué)控制方程
    2.4 湍流模型
        2.4.1 雷諾時(shí)均法（RANS）
        2.4.2 大渦模擬（LES）
        2.4.3 分離渦模擬（DES）
    2.5 數(shù)值離散方法和計(jì)算方法
第三章 貫流式水輪機(jī)定常流動(dòng)數(shù)值解析
    3.1 水輪機(jī)三維流道實(shí)體模型的建立
    3.2 網(wǎng)格類型及劃分
    3.3 邊界條件的設(shè)置
    3.4 計(jì)算結(jié)果及分析
        3.4.1 水輪機(jī)子午截面壓力、速度分析
        3.4.2 活動(dòng)導(dǎo)葉計(jì)算分析
        3.4.3 轉(zhuǎn)輪計(jì)算結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 水輪機(jī)全流道流動(dòng)非定常模擬
    4.1 非定常模擬
    4.2 水輪機(jī)子午中心面流動(dòng)分析
    4.3 燈泡體流道內(nèi)流動(dòng)分析
    4.4 活動(dòng)導(dǎo)葉內(nèi)流動(dòng)分析
    4.5 轉(zhuǎn)輪流道內(nèi)流動(dòng)分析
    4.6 尾水管內(nèi)流動(dòng)分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 水輪機(jī)非定�？栈�(jì)算
    5.1 水輪機(jī)非定常模擬監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置
        5.1.1 水輪機(jī)機(jī)組壁面及各截面監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置
        5.1.2 水輪機(jī)導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪葉片監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置
    5.2 水輪機(jī)全流道中心平面壓力脈動(dòng)分析
    5.3 導(dǎo)葉流道壓力脈動(dòng)特性
        5.3.1 導(dǎo)葉流道中間平面壓力脈動(dòng)特性
        5.3.2 導(dǎo)葉葉片壓力面的壓力脈動(dòng)特性
    5.4 轉(zhuǎn)輪流動(dòng)分析及壓力脈動(dòng)特性
        5.4.1 轉(zhuǎn)輪流動(dòng)分析
        5.4.2 轉(zhuǎn)輪內(nèi)壓力脈動(dòng)特性
    5.5 尾水管內(nèi)流動(dòng)分析及壓力脈動(dòng)特性
        5.5.1 尾水管內(nèi)流動(dòng)空化分析
        5.5.2 尾水管壓力脈動(dòng)預(yù)測
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究工作總結(jié)
    6.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]貫流式水輪機(jī)三維非定常流DES數(shù)值模擬[J]. 歐陽振宇,張立翔.  機(jī)械與電子. 2014(06)
[2]樹狀結(jié)構(gòu)三分叉鑄鋼節(jié)點(diǎn)有限元分析[J]. 杜文風(fēng),孫志飛,高博青,董石麟.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2014(S1)
[3]燈泡貫流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)流場的研究[J]. 馬希青,陳明輝,孫聰.  機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2014(01)
[4]大渦模擬在內(nèi)燃機(jī)中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 周磊,解茂昭,羅開紅,帥石金,賈明.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[5]充氣式翼型繞流大渦模擬分析[J]. 康小偉,韓維,王允良,郭衛(wèi)剛.  海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(02)
[6]混流式水輪機(jī)三維非定常流分離渦模型的精細(xì)模擬[J]. 黃劍峰,張立翔,王文全,姚激.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(26)
[7]貫流式機(jī)組槳葉與導(dǎo)葉全三維匹配設(shè)計(jì)方法[J]. 李鳳超,樊紅剛,王正偉,陳乃祥.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2010(04)
[8]橋鞏電站57MW燈泡貫流式水輪機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 孫媛媛,羅遠(yuǎn)紅.  東方電氣評(píng)論. 2010(02)
[9]高落差貫流式水輪機(jī)葉片過大開度流動(dòng)研究[J]. 劉攀,韓鳳琴,顏士杰,久保田喬.  水電能源科學(xué). 2010(01)
[10]小弦節(jié)比貫流水輪機(jī)On-Cam開度設(shè)計(jì)[J]. 馬啟鋒,韓鳳琴,安源,久保田喬.  水電能源科學(xué). 2010(01)

博士論文
[1]混流式水輪機(jī)全部通流元件的三維湍流流場分析與性能預(yù)測[D]. 辛喆.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[2]中比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)內(nèi)流場數(shù)值模擬及性能改善研究[D]. 肖若富.華中科技大學(xué) 2004

碩士論文
[1]燈泡貫流式水電站廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性研究[D]. 張婷婷.天津大學(xué) 2012
[2]HL300水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪水力模型開發(fā)方案研究[D]. 馬惠萍.蘭州理工大學(xué) 2009
[3]混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 何芳.南昌大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3032602