為研究減壓板結(jié)構(gòu)對混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪上冠流道的影響,以紅山嘴一級水電站#4水輪機(jī)為例,基于CFD商用軟件,數(shù)值模擬額定工況下水輪機(jī)泵板裝置,以排水管壓力為指標(biāo)驗證模型的準(zhǔn)確性,并優(yōu)化減壓板半徑及高度,分別從泄漏水流態(tài)、主軸密封真空度、頂蓋排水管壓力三方面進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明,改變減壓板高度較改變半徑對流道內(nèi)部影響更大;隨著減壓板高度減小或半徑增大,主軸密封真空度增大且頂蓋排水管壓力減小;不同減壓板結(jié)構(gòu)上冠流道流態(tài)不盡相同。該水輪機(jī)在減壓板半徑不變的基礎(chǔ)上向上移動15mm為最佳方案,實際工程可通過減小減壓板高度來提高主軸密封性能。 

【文章來源】：水電能源科學(xué). 2020,38(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

泵板裝置工作原理示意圖

真機(jī)泵板裝置共計12片動泵葉，由于模型網(wǎng)格較多，考慮到該裝置的對稱特點，在確保結(jié)果準(zhǔn)確的前提下為提高運(yùn)算速度，取整體1/12的單流道作為流體域。根據(jù)紅山嘴水電站提供的水輪機(jī)原始資料利用三維建模軟件UG分別建立14種試驗方案的模型。選取具有代表性的方案1、7、9、14的計算域模型（圖2）進(jìn)行分析。2.3 湍流模型和網(wǎng)格劃分

以紅山嘴一級水電站水輪機(jī)在額定水頭104m和額定轉(zhuǎn)速375r/min下100%出力為計算工況。各邊界條件設(shè)置見圖3。(1）入口邊界。該模型有兩個進(jìn)口，即主軸密封下側(cè)進(jìn)口1和上冠間隙進(jìn)口2，分別采用質(zhì)量流量速率進(jìn)口和總壓速度進(jìn)口。水輪機(jī)正常運(yùn)行時主軸密封無水，因此進(jìn)口1流量Q=0 m3/s。進(jìn)口2總壓可由水頭、水機(jī)效率和伯努利方程聯(lián)立求得為1.077 5MPa，速度采用圓柱坐標(biāo)系，泄漏水在進(jìn)入上冠間隙前具有圓周速度Vu和軸向速度Vz，取Vu、Vz組合值為進(jìn)口2邊界條件。其中Vu、Vz根據(jù)頂蓋取水經(jīng)驗公式[6]計算，在該工況下Vu為定值28m/s,Vz與密封結(jié)構(gòu)有關(guān)，本試驗方案取Vz分別為15、17、19、21、23、25、27、29、31m/s。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]迷宮密封三維網(wǎng)格劃分方法及數(shù)值計算[J]. 敏政,梁昌平,董志強(qiáng),劉殿興,覃大清,魏顯著.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[2]紅山嘴電廠主軸密封技術(shù)改造[J]. 郭軍.  石河子科技. 2013(01)
[3]西霞院電站水輪機(jī)主軸密封供水改造[J]. 趙志民,張陽,崔培磊,席兵,蘇相斌.  水電能源科學(xué). 2011(10)

碩士論文
[1]水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪間隙流動數(shù)值模擬及參數(shù)化網(wǎng)格生成[D]. 劉朝.華中科技大學(xué) 2011



本文編號：3369923