發(fā)布時間：2025-04-11 03:13

　　經(jīng)濟發(fā)展往往伴隨能源的消耗,能源供需矛盾也隨之慢慢突出,同時一些社會生產(chǎn)生活方面又存在對能源的大量浪費現(xiàn)象。在國家提出緊密圍繞工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展,落實中國制造2025的大背景下,開展對節(jié)能工作的研究。我國有大大小小上萬座機械通風冷卻塔,而驅動風機轉動的電機消耗了不小的電能。同時,由于設計的要求,大多數(shù)在冷卻塔中進行冷卻的流體（如水）中存在富余能量。課題組前期設計了一款水輪機,以利用該富余能量,并代替電機直接驅動風機旋轉,以達到節(jié)能目的。該水輪機雖然滿足冷卻塔工作需求,但效率較低,引水部件損失較大,固定導葉區(qū)局部高壓現(xiàn)象明顯,轉輪區(qū)有脫流、漩渦現(xiàn)象。因此作者采用正交優(yōu)化的思想,針對水輪機固定導葉和轉輪的幾何參數(shù)對水輪機水力性能的影響,開展優(yōu)化設計研究。主要通過Unigraphics NX（UG）軟件建立三維模型,選用RNGk-?湍流模型,利用計算流體動力學（Computation Fluid Dynamics,CFD）技術進行模擬計算,對水輪機性能進行預估;選取適當因素和水平,設計正交方案,進行參數(shù)優(yōu)化,最終得到水力性能更好的水輪機。主要成果如下:（1）對固定導葉進口安放角、個數(shù)、出流角進...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 課題研究意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內容
2 研究方法
    2.1 正交優(yōu)化理論
        2.1.1 理論簡介
        2.1.2 正交優(yōu)化理論原理
        2.1.3 正交優(yōu)化設計步驟
    2.2 CFD數(shù)值模擬方法
        2.2.1 CFD概述
        2.2.2 網(wǎng)格及劃分
        2.2.3 控制方程及其離散方法
        2.2.4 湍流模型
        2.2.5 邊界條件的設定
3 單因素對水輪機水力性能的影響研究
    3.1 固定導葉各參數(shù)對水輪機水力性能的影響研究
        3.1.1 固定導葉進口安放角對水輪機水力性能的影響研究
        3.1.2 固定導葉數(shù)對水輪機水力性能的影響研究
        3.1.3 固定導葉出口角對水輪機水力性能的影響研究
    3.2 轉輪各參數(shù)對水輪機水力性能的影響研究
        3.2.1 轉輪葉片進口安放角對水輪機水力性能的影響研究
        3.2.2 轉輪葉片出流角對水輪機水力性能的影響研究
        3.2.3 轉輪葉片數(shù)對水輪機水力性能的影響研究
        3.2.4 轉輪上冠型線對水輪機水力性能的影響研究
4 正交優(yōu)化方案設計及優(yōu)化實現(xiàn)
    4.1 因素、水平的選取及優(yōu)化表設計
    4.2 編制試驗方案
    4.3 正交試驗方案結果分析
        4.3.1 極差分析
        4.3.2 正交試驗方案計算結果
        4.3.3 優(yōu)化后水輪機水力性能參數(shù)
    4.4 水輪機內部流場分析
        4.4.1 蝸殼內部流場分析
        4.4.2 固定導葉內部流場分析
        4.4.3 轉輪流場分析
        4.4.4 尾水管流場特性分析
5 變流量工況下水輪機的水力性能
6 結論與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及科研成果
致謝



本文編號：4039412