批準(zhǔn)號(hào) |
50879036 |
項(xiàng)目名稱 |
混流式水泵水輪機(jī)過(guò)渡過(guò)程中三維非定常流動(dòng)研究 |
項(xiàng)目類(lèi)別 |
面上項(xiàng)目 |
申請(qǐng)代碼 |
E0904 |
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 |
王正偉 |
負(fù)責(zé)人職稱 |
教授 |
依托單位 |
清華大學(xué) |
研究期限 |
2009-01-01 至 2011-12-31 |
支持經(jīng)費(fèi) |
36(萬(wàn)元) |
水泵水輪機(jī)組在電網(wǎng)中能擔(dān)任調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相和事故備用等作用,在中國(guó)現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)中有著不可替代的功能,其過(guò)渡過(guò)程中安全運(yùn)行的研究是水力機(jī)械學(xué)科的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本申請(qǐng)將通過(guò)理論分析、并行數(shù)值計(jì)算與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的研究方法,旨在揭示混流式水泵水輪機(jī)組典型過(guò)渡過(guò)程中流道內(nèi)的三維非定常流動(dòng)特性。探討過(guò)渡過(guò)程中三維非定常流精細(xì)的數(shù)學(xué)模型,包括內(nèi)部流道非定常流場(chǎng)計(jì)算與管路瞬變流計(jì)算的耦合模型,考慮水力慣性力的非定常流數(shù)學(xué)模型及提高偏工況區(qū)非定常流分析精度的數(shù)學(xué)模型;探討過(guò)渡過(guò)程中內(nèi)部非定常流動(dòng)的數(shù)值方法并進(jìn)行評(píng)價(jià)。分析機(jī)組典型過(guò)渡過(guò)程中的非定常流動(dòng)規(guī)律,揭示內(nèi)部實(shí)際流動(dòng)狀態(tài),全面預(yù)測(cè)過(guò)渡過(guò)程中機(jī)組的水力特性,并提出改善非定常流動(dòng)特性的控制方法。研究的實(shí)施將豐富水力機(jī)械過(guò)渡過(guò)程中的三維非定常流數(shù)學(xué)模型和分析方法,對(duì)抽水蓄能機(jī)組的安全運(yùn)行以及充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益有著重要的意義。 2100433B
都有。一般大中型混流式水輪機(jī)組肯定是立式的。小型機(jī)組多為臥式的。
水輪機(jī)吸出高度,又叫吸出高程。是指發(fā)電機(jī)尾水水位與水輪機(jī)中心線之間的高度。例如:某水輪機(jī)的吸出高程為2米,水輪機(jī)中心線高程為海拔1500米。那么尾水水位應(yīng)該保持在海拔1502米時(shí),水輪機(jī)效率最好,氣蝕...
水輪機(jī)是水電廠將水輪轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的重要設(shè)備。按能量方式轉(zhuǎn)換的不同,它可分為反擊式和沖擊式兩類(lèi)。反擊型利用水流的壓能和動(dòng)能,沖擊型利用水流動(dòng)能。水輪機(jī)主要部件:引水部件、導(dǎo)水部件、工作部件、泄水部件.混...
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頁(yè)數(shù): 7頁(yè)
評(píng)分: 4.8
通過(guò)混流式水輪機(jī)全流道的定常流動(dòng)數(shù)值模擬,研究混流式水輪機(jī)內(nèi)部尤其是尾水管在不同工況下的流動(dòng)特點(diǎn),目的在于探明引起混流式水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)不穩(wěn)定的真正原因。計(jì)算結(jié)果表明,引水部件的流動(dòng),蝸殼鼻端處壓力波動(dòng)均較為劇烈,周向分布不均勻,但是經(jīng)過(guò)固定導(dǎo)葉和活動(dòng)導(dǎo)葉的過(guò)濾后周向分布基本對(duì)稱。轉(zhuǎn)動(dòng)部分的流動(dòng),小開(kāi)度低單位轉(zhuǎn)速時(shí),較小的導(dǎo)葉出流角,使轉(zhuǎn)輪葉片頭部受到撞擊,葉片上橫向流動(dòng)和背面的葉道渦嚴(yán)重,轉(zhuǎn)輪出口靠上冠處有回流和橫向流動(dòng),泄水錐下方回流嚴(yán)重;大開(kāi)度時(shí),轉(zhuǎn)輪進(jìn)出口流態(tài)都得到改善。尾水管內(nèi),小開(kāi)度時(shí),錐管中心回流嚴(yán)重,大部分水流流向外緣,受肘管的影響,錐管和肘管內(nèi)部形成兩個(gè)渦流區(qū),主流流經(jīng)支墩左側(cè),右側(cè)較為紊亂;最優(yōu)開(kāi)度時(shí),尾水管內(nèi)部水流流線順暢,支墩兩側(cè)水流平穩(wěn)性基本一致;大開(kāi)度時(shí),尾水管主流向錐管中心聚攏,經(jīng)過(guò)肘管的轉(zhuǎn)彎時(shí),出現(xiàn)很多局部的旋渦流動(dòng),支墩右側(cè)水流相對(duì)平穩(wěn),而左側(cè)較為紊亂。研究結(jié)果為壓力脈動(dòng)測(cè)量位置的選擇提供理論依據(jù)。
格式:pdf
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頁(yè)數(shù): 7頁(yè)
評(píng)分: 4.3
本文提出了一種不計(jì)水力系統(tǒng)彈性的混流式水泵水輪機(jī)裝置泵工況斷電過(guò)渡過(guò)程的解析計(jì)算方法,導(dǎo)葉分兩段關(guān)閉,過(guò)程中只發(fā)生水泵倒流不發(fā)生倒轉(zhuǎn),這種方法比傳統(tǒng)的特征線解法簡(jiǎn)便,無(wú)需已知全特性曲線,可由計(jì)算機(jī)或手工完成計(jì)算,經(jīng)實(shí)際計(jì)算表明,它具有能滿足工程實(shí)際要求的計(jì)算準(zhǔn)確度。
本課題從事離心泵內(nèi)部非定常流動(dòng)的研究。構(gòu)尋多功能離心泵PIV測(cè)量實(shí)驗(yàn)臺(tái),在不同工況下測(cè)理離心泵葉輪和泵體內(nèi)部非定常流協(xié)的全場(chǎng)瞬時(shí)速度場(chǎng),分析研究離心泵葉輪和泵體內(nèi)部非定常流動(dòng)的三維結(jié)構(gòu)和空間特性和周期性非定常的時(shí)間特性,為研究離心泵內(nèi)部非定常流動(dòng)提供必要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)資料,以最終建立離心泵非定常流動(dòng)理論取代目前定常流動(dòng)理論。
批準(zhǔn)號(hào) |
50279011 |
項(xiàng)目名稱 |
離心泵內(nèi)部非定常流動(dòng)的研究 |
項(xiàng)目類(lèi)別 |
面上項(xiàng)目 |
申請(qǐng)代碼 |
E0904 |
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 |
袁壽其 |
負(fù)責(zé)人職稱 |
研究員 |
依托單位 |
江蘇大學(xué) |
研究期限 |
2003-01-01 至 2003-12-31 |
支持經(jīng)費(fèi) |
8(萬(wàn)元) |
第1章緒論
1.1研究背景
1.2瞬態(tài)水力激振流固耦合機(jī)理研究現(xiàn)狀
1.2.1流固耦合理論及求解方法
1.2.2離心泵瞬態(tài)水力激振及流同耦合特性
1.3動(dòng)靜干涉湍流場(chǎng)非定常特性研究現(xiàn)狀
1.4本書(shū)主要研究?jī)?nèi)容
第2章離心泵三維湍流-結(jié)構(gòu)耦合方法相關(guān)理論
2.1計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)
2.1.1流體動(dòng)力學(xué)基本方程
2.1.2SSTk-ω湍流模型
2.1.3壁面函數(shù)
2.2固體彈性結(jié)構(gòu)的有限元理論
2.3流固耦合求解的理論依據(jù)
2.3.1ALE描述
2.3.2耦合求解策略
2.3.3數(shù)據(jù)傳遞動(dòng)力學(xué)條件及耦合收斂標(biāo)準(zhǔn)
第3章離心泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)水力激振試驗(yàn)研究
3.1試驗(yàn)系統(tǒng)
3.1.1試驗(yàn)回路系統(tǒng)
3.1.2測(cè)量傳感器及其系統(tǒng)校準(zhǔn)
3.1.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
3.2試驗(yàn)方案與步驟
3.3水力激振數(shù)把處理方式
3.4離心泵轉(zhuǎn)子水力激振試驗(yàn)結(jié)果與分析
3.4.1模型離心泵性能曲線
3.4.2轉(zhuǎn)子"濕"條件下距離測(cè)量結(jié)果
3.4.3轉(zhuǎn)子"干"條件下距離測(cè)量結(jié)果
3.4.4各轉(zhuǎn)速及流量工況下轉(zhuǎn)子瞬態(tài)水力激振結(jié)果
3.5本章小結(jié)
第4章單葉片離心泵葉輪瞬態(tài)流固耦合數(shù)值計(jì)算
4.1計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分
4.2流固耦合模擬方法及關(guān)鍵參數(shù)確定
4.2.1流固耦合計(jì)算的邊界及初始條件
4.2.2單向和雙向流固耦合計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法
4.2.3流固耦合交界面數(shù)據(jù)傳遞和映射
4.2.4動(dòng)靜坐標(biāo)系下流固耦合振動(dòng)結(jié)果的轉(zhuǎn)換
4.2.5耦合計(jì)算過(guò)程中的阻尼系數(shù)
4.2.6耦合計(jì)算過(guò)程中的網(wǎng)格剛度
4.2.7松弛因子和收斂目標(biāo)
4.3模態(tài)理論及其結(jié)果分析
4.3.1模態(tài)理論
4.3.2單葉片葉輪模態(tài)求解結(jié)果與分析
4.4徑向水力激振力求解結(jié)果與分析
4.5瞬態(tài)流固耦合振動(dòng)位移計(jì)算結(jié)果與分析
4.6流固耦合作用對(duì)非定常壓力場(chǎng)影響的對(duì)比分析
4.7基于雙向耦合的單葉片離心泵葉輪動(dòng)應(yīng)力分析
4.8本章小結(jié)
第5章單葉片離心泵內(nèi)部流動(dòng)非定常強(qiáng)度分析
5.1離心泵內(nèi)部流動(dòng)非定常強(qiáng)度定義方法
5.1.1壓力脈動(dòng)強(qiáng)度系數(shù)
5.1.2速度非定常強(qiáng)度系數(shù)和湍流強(qiáng)度系數(shù)
5.2單葉片離心泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)試驗(yàn)研究
5.2.1瞬態(tài)壓力傳感器測(cè)量系統(tǒng)及校準(zhǔn)
5.2.2試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與數(shù)值計(jì)算的對(duì)比
5.3額定轉(zhuǎn)速下內(nèi)部流動(dòng)非定常強(qiáng)度結(jié)果及分析
5.3.1壓力脈動(dòng)強(qiáng)度分布及分析
5.3.2速度非定常強(qiáng)度及湍流強(qiáng)度分布及分析
5.4低轉(zhuǎn)速運(yùn)行工況下內(nèi)部流動(dòng)非定常強(qiáng)度分析
5.4.1壓力脈動(dòng)強(qiáng)度分布及分析
5.4.2速度非定常強(qiáng)度及湍流強(qiáng)度分布及分析
5.5本章小結(jié)
第6章普通離心泵流固耦合數(shù)值模擬及流動(dòng)非定常強(qiáng)度分析
6.1計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分
6.2蝸殼式普通離心泵流固耦合數(shù)值模擬
6.2.1瞬態(tài)雙向流固耦合數(shù)值模擬的參數(shù)條件
6.2.2離心泵葉輪模態(tài)分析
6.2.3離心泵葉輪瞬態(tài)雙向耦合計(jì)算結(jié)果及分析
6.3蝸殼式普通離心泵內(nèi)部流動(dòng)非定常強(qiáng)度分析
6.3.1離心泵內(nèi)部流動(dòng)三維空間上非定常強(qiáng)度定義
6.3.2離心泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)強(qiáng)度特性分析
6.3.3離心泵內(nèi)部流動(dòng)三維非定常強(qiáng)度分析
6.4本章小結(jié)
第7章總結(jié)與展望
7.1研究總結(jié)
7.2研究展望
參考文獻(xiàn)