進(jìn)入新世紀(jì)以來,隨著風(fēng)能、核能、太陽能等能源利用的飛速發(fā)展,對于電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力的要求越來越高,抽水蓄能裝置可以根據(jù)用電情況適當(dāng)調(diào)節(jié)峰谷差異,提高電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。水泵水輪機(jī)作為抽水蓄能電站的核心設(shè)備,在泵工況下運行時存在的駝峰特性是制約其技術(shù)發(fā)展的主要原因之一。在流體機(jī)械中,廣泛存在的空化現(xiàn)象與流動穩(wěn)定性的變化息息相關(guān),因此本文主要通過數(shù)值模擬和實驗驗證相結(jié)合的方法來研究水泵水輪機(jī)中空化對駝峰特性的影響關(guān)系。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）在定性分析空化與駝峰特性之間的聯(lián)系方面,采用CFX軟件,選取SST k-ω湍流模型以及Z-G-B空化模型對單雙相22個工況點以及變空化系數(shù)11個工況點進(jìn)行穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬。研究發(fā)現(xiàn),空化主要發(fā)生在轉(zhuǎn)輪葉片吸力面靠近轉(zhuǎn)輪進(jìn)口位置,其形成的水蒸汽結(jié)構(gòu)會隨著空化系數(shù)的降低而逐漸增大并向流道內(nèi)部延伸,從而改變流體過流結(jié)構(gòu),引起水力損失的增加。此外,由于空化的作用,多相計算出現(xiàn)了明顯的駝峰特性,而單相計算則并不明顯,產(chǎn)生這種差異的原因主要是由于空化在駝峰特性工況點的異常增加造成了水力損失的不規(guī)則變化。（2）為從內(nèi)特性角度探究空化對駝峰特性的作用關(guān)系,通過LES... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

正常的揚程性能曲線和含有駝峰特性的揚程性能曲線

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文- 7 -圖1-2 不同狀態(tài)下的不同空化類型結(jié)合為數(shù)不多的實驗研究可以發(fā)現(xiàn)，空化與駝峰特性之間確實有著密不可分的關(guān)系，從已有研究結(jié)果來看，空化對于駝峰特性的影響主要表現(xiàn)在對駝峰峰值以及駝峰產(chǎn)生流量點的作用，同時導(dǎo)葉開度的變化會使空化對于駝峰的影響表現(xiàn)出差異性。這也可以說明對于駝峰特性的出現(xiàn)是由于多種因素綜合導(dǎo)致的，其中一種因素的波動會導(dǎo)致其他因素對于駝峰的影響發(fā)生變化。在數(shù)值模擬方面，Li等[24]采用數(shù)值模擬的方式對比了單雙相計算下的內(nèi)部流場，發(fā)現(xiàn)引入空化模型后多相計算的結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)更加吻合，驗證了空化對于數(shù)值計算的準(zhǔn)確性影響，如圖1-3所示是其在數(shù)值模擬中未加入空化模型與加入空化模型后數(shù)值模擬的數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)的對比圖。.（a）揚程-流量 （b）效率-流量?

采用數(shù)值模擬的方式對比了單雙相計算下的內(nèi)部流場，發(fā)現(xiàn)引入空化模型后多相計算的結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)更加吻合，驗證了空化對于數(shù)值計算的準(zhǔn)確性影響，如圖1-3所示是其在數(shù)值模擬中未加入空化模型與加入空化模型后數(shù)值模擬的數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)的對比圖。.（a）揚程-流量 （b）效率-流量圖1-3 空化計算結(jié)果數(shù)據(jù)對比[24]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于快速傅里葉變換的實時頻譜分析方法研究[J]. 周秀珍,肖雷.  信息通信. 2018(08)
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[3]水泵水輪機(jī)泵工況下近設(shè)計點駝峰現(xiàn)象的流動機(jī)理研究[J]. 陽君,袁壽其,PAVESI Giorgio,李春,葉舟.  機(jī)械工程學(xué)報. 2016(24)
[4]葉片低壓邊的軸面位置對高水頭水泵水輪機(jī)空化性能的影響[J]. 阮輝,廖偉麗,羅興锜,趙亞萍,秦鴻哲,楊眾杰.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2016(16)
[5]混流式水泵水輪機(jī)密封間隙流動分析[J]. 李琪飛,張毅鵬,敏政,李正貴,鄧育軒,董志強.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報. 2016(01)
[6]中低水頭混流式水泵水輪機(jī)空化參數(shù)選擇幾點建議[J]. 陳銳,于紀(jì)幸,王鑫.  大電機(jī)技術(shù). 2015(05)
[7]水泵水輪機(jī)泵工況駝峰特性形成機(jī)理瞬態(tài)數(shù)值研究[J]. 肖若富,陶然,劉偉超.  計算力學(xué)學(xué)報. 2014(06)
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[10]葉片數(shù)對高比轉(zhuǎn)數(shù)軸流泵空化特性的影響[J]. 施衛(wèi)東,吳蘇青,張德勝,姚捷,張光建.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2013(11)

博士論文
[1]低比轉(zhuǎn)速水泵水輪機(jī)駝峰穩(wěn)定性及其影響因素研究[D]. 孫躍昆.清華大學(xué) 2016

碩士論文
[1]水泵水輪機(jī)甩負(fù)荷過渡過程研究[D]. 付曉龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]水泵水輪機(jī)空化特性及過渡過程數(shù)值模擬研究[D]. 尤建鋒.武漢大學(xué) 2017
[3]部分負(fù)荷工況下水泵水輪機(jī)空化流動特性研究[D]. 劉超.蘭州理工大學(xué) 2016
[4]水泵水輪機(jī)泵工況駝峰特性流動機(jī)理數(shù)值研究[D]. 姚洋陽.清華大學(xué) 2015
[5]水泵水輪機(jī)駝峰區(qū)與“S”區(qū)數(shù)值模擬研究[D]. 舒崚峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3076190