中心孔結(jié)構(gòu)對(duì)混流式水輪機(jī)壓力脈動(dòng)的影響

近年來，我國(guó)大力扶持國(guó)內(nèi)小水電增容改造，很多小水電制造企業(yè)都從中嘗到了其中甜頭，面對(duì)即將來臨的新一輪的小水電市場(chǎng)的增容改造，這對(duì)于國(guó)內(nèi)新建中、小水電站日趨飽和，水電市場(chǎng)不景氣的大環(huán)境下，各個(gè)中、小水電設(shè)備制造廠家都想通過國(guó)家的一系列政策措施來擺脫目前企業(yè)所面臨的困境，可改造是把雙刃劍，效益很高，可機(jī)組改造所需要考慮的比新機(jī)組要多得多，一旦改造失敗就會(huì)面臨失去客戶的信任，失去龐大的小水電改造市場(chǎng)。

采用混合物空化模型對(duì)混流式水輪機(jī)的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,得到了大流量工況、最優(yōu)流量工況、小流量工況水輪機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)特性。計(jì)算結(jié)果表明:在大流量工況和小流量工況下,尾水管中心截面的低壓區(qū)與渦帶是相對(duì)應(yīng)的,壓力脈動(dòng)的幅值主要受尾水管渦帶直徑兩端壓力差的影響,其尾水管進(jìn)口段左右兩側(cè)以及彎肘段附近均有較大的漩渦區(qū)域,造成較大的能量耗散,尾水管內(nèi)有明顯的回流現(xiàn)象,水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)比較紊亂。

通過混流式水輪機(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)過固定導(dǎo)葉和活動(dòng)導(dǎo)葉的過濾后周向分布基本對(duì)稱。轉(zhuǎn)動(dòng)部分的流動(dòng),小開度低單位轉(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;大開度時(shí),尾水管主流向錐管中心聚攏,經(jīng)過肘管的轉(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)。

通過一例水中尸塊的法醫(yī)學(xué)檢驗(yàn),將水電站水輪機(jī)葉片對(duì)尸體的機(jī)械力碎尸與人力碎尸進(jìn)行比較、區(qū)別,以積累類似案件的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。

混流式水輪機(jī)磨蝕嚴(yán)重的部位是葉片背面出口邊靠近下環(huán)處、下環(huán)內(nèi)外表面等。根據(jù)黃河水流的特性和對(duì)磨蝕規(guī)律的分析,水輪機(jī)的磨蝕防護(hù)一般采取聚氨酯涂層防護(hù)、高速氧燃噴漆碳化鎢防護(hù)、優(yōu)化轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)、減少過機(jī)泥沙等綜合措施,取得了一定的效果。

1 混流式水輪機(jī)安裝作業(yè)指導(dǎo)書 1、混流式水輪機(jī)安裝工藝流程圖 2、作業(yè)方法及要求 2.1施工準(zhǔn)備 2.1.1熟悉圖紙及制造廠的技術(shù)資料，了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求及 施工準(zhǔn)備 尾水管里襯拼裝 座環(huán)、基礎(chǔ)環(huán)組裝及安裝 蝸殼掛裝及安裝 機(jī)坑里襯、接力器里襯安裝 機(jī)坑測(cè)定與座環(huán)、基礎(chǔ)環(huán)加工 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)予裝 轉(zhuǎn)輪與主軸整體吊入機(jī)坑 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝 機(jī)組聯(lián)軸、軸線調(diào)整 主軸密封及水導(dǎo)軸承安裝 輔助設(shè)備及管路安裝 起動(dòng)試運(yùn)行 尾水管里襯砼澆筑 座環(huán)、基礎(chǔ)環(huán)支墩砼澆筑 蝸殼支墩砼澆筑 機(jī)組二期砼澆筑 尾水管里襯安裝 蝸殼拼裝 2 工藝要求。 2.1.2根據(jù)工程特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，編制施工技術(shù)措施。 2.1.3對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。 2.1.4臨時(shí)工裝、器具制作，施工工器具準(zhǔn)備。 2.2尾水管里襯拼裝與安裝 2.2.1作業(yè)方法 2.2.1.1根據(jù)尾水管到貨設(shè)備的具體情況（若為

1 工業(yè)冷卻塔用混流式水輪機(jī)技術(shù) 一、技術(shù)名稱：工業(yè)冷卻塔用混流式水輪機(jī)技術(shù) 二、適用范圍：化工、冶煉、輕紡等行業(yè)有重力勢(shì)能可利用的機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔的改造 三、與該節(jié)能技術(shù)相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀： 目前的工業(yè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)耗電現(xiàn)狀是：每座冷卻塔的塔頂都裝有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，用來 驅(qū)動(dòng)風(fēng)筒內(nèi)部的風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，一座4500t/h流量的冷卻塔電機(jī)年耗電量約為175萬kwh， 耗能折合612tce。 四、技術(shù)內(nèi)容： 1．技術(shù)原理 水輪機(jī)的工作動(dòng)力來自循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水的重力勢(shì)能以及循環(huán)水泵的富余揚(yáng)程，工 作時(shí)保證冷卻塔的技術(shù)參數(shù)，而且循環(huán)水泵的能耗不變。水輪機(jī)的輸出軸直接與風(fēng)機(jī)連 接并帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，取消了原電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，節(jié)約了電能。 2．關(guān)鍵技術(shù) 1）利用循環(huán)水余壓驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)，替代電機(jī)； 2）轉(zhuǎn)速比為50的超低比速混流式水輪機(jī)，效率提高至88%以上，并將原雙列循環(huán)形 導(dǎo)流葉柵改為

通過某水電站2臺(tái)混流式水輪機(jī)現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)、噪聲試驗(yàn),對(duì)1#機(jī)組運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)異常噪聲的振源進(jìn)行查找,同時(shí)采用錘擊法對(duì)水輪機(jī)蝶閥層壓力鋼管進(jìn)行固有頻率測(cè)試。分析發(fā)現(xiàn),某種水力激振頻率與壓力鋼管的固有頻率在92%以上負(fù)荷區(qū)域運(yùn)行時(shí)發(fā)生耦合并引起壓力鋼管共振,是導(dǎo)致異常噪聲的主要原因。在此基礎(chǔ)上提出了活門出水邊修型以及加裝蝸殼進(jìn)人門孔導(dǎo)流板的處理方案,最終通過改善流道環(huán)境,使水力激振頻率得到大幅提高,并降低了渦列能量,起到了很好的錯(cuò)頻消振效果。研究表明:通暢的流道環(huán)境對(duì)于有效避免由于水力激振或渦列振動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)共振問題具有重要意義。

描述了高水頭混流式機(jī)組在水力和機(jī)械開發(fā)方面的某些關(guān)鍵點(diǎn)。這些關(guān)鍵點(diǎn)表明,作為近年來設(shè)計(jì)過程細(xì)化的結(jié)果,在早期設(shè)計(jì)階段,采用數(shù)值方法預(yù)測(cè)動(dòng)態(tài)特性是可能的。給出了最新的原型試驗(yàn)結(jié)果,并同時(shí)與數(shù)值分析和模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。對(duì)項(xiàng)目的開發(fā)背景及其必要性、試驗(yàn)?zāi)M過程以及優(yōu)化設(shè)計(jì)等作了介紹。

高水頭混流式水輪機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)及水力特點(diǎn)——高水頭混流式水輪機(jī)是當(dāng)前較為先進(jìn)的水輪機(jī)設(shè)備，具有尺寸小、重量輕、水力效率高等優(yōu)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)過程中，考慮了不同部件對(duì)水力效率的影響，設(shè)計(jì)開發(fā)了長(zhǎng)短葉片轉(zhuǎn)輪和帶翼大端面大軸頸偏心導(dǎo)葉，解決了高水頭機(jī)組在運(yùn)...

本文是筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)混流式水輪機(jī)的水力不穩(wěn)定性原因進(jìn)行了分析，并提出了幾點(diǎn)保障水力穩(wěn)定性對(duì)策。

針對(duì)混流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)、受力特點(diǎn)及轉(zhuǎn)輪各部分網(wǎng)格的自動(dòng)劃分等方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析,闡述了可實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)計(jì)算與優(yōu)化設(shè)計(jì)的有限元方法及改良復(fù)合形法。在不改變?nèi)~片型線的情況下合理地選擇上冠和下環(huán)的尺寸,從而改善轉(zhuǎn)輪各部分的應(yīng)力分布,求得最優(yōu)的轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)。

介紹了混流式水輪機(jī)軸向水推力試驗(yàn)的試驗(yàn)原理及計(jì)算方法,對(duì)軸向力的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,提出了減小水推力的措施和建議,為原型水輪機(jī)推力軸承的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

高水頭混流式水輪機(jī)由于其運(yùn)行水頭高、額定轉(zhuǎn)速高和過流部件流速高等特點(diǎn)，要求水輪機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)與中低水頭的混流式水輪機(jī)相比有明顯的區(qū)別。

為了探究混流式水輪機(jī)改造前后轉(zhuǎn)輪泥沙磨損情況,采用固液兩相流模型對(duì)某電站改造前后的混流式水輪機(jī)進(jìn)行全流道數(shù)值模擬,分析不同工況下轉(zhuǎn)輪葉片表面泥沙分布,轉(zhuǎn)輪葉片表面固液兩相速度差,以及水輪機(jī)效率。結(jié)果表明:小流量工況下泥沙磨損最嚴(yán)重;水輪機(jī)改造后,葉片表面泥沙體積分?jǐn)?shù)下降,固液兩相速度差減少,泥沙磨損減弱,水輪機(jī)效率較改造前提升了5.5%。該研究可為水輪機(jī)改造提供一定的參考。

因選型不當(dāng)及下游修建電站的影響,周崗水電站的水輪機(jī)長(zhǎng)期偏離最優(yōu)工況區(qū)運(yùn)行,不僅運(yùn)行效率低,而且轉(zhuǎn)輪空蝕破壞嚴(yán)重,導(dǎo)致機(jī)組穩(wěn)定性差、出力嚴(yán)重不足。為了節(jié)省電站改造成本,在不改動(dòng)水輪機(jī)其他通流部件的條件下,通過只更換轉(zhuǎn)輪的技術(shù)手段來達(dá)到水輪機(jī)增容防蝕的目的。為此,新轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)借助先進(jìn)的數(shù)值模擬軟件來評(píng)價(jià)其性能優(yōu)劣,縮短了轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)周期,降低了新轉(zhuǎn)輪的生產(chǎn)成本,有效提高了水輪機(jī)的效率和出力,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

隨著水輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量不斷增大,大型混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的制造尺寸和制造重量不斷增加,目前世界上制造的最大的混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪名義直徑已經(jīng)超過10m。尺寸如此巨大的轉(zhuǎn)輪,如果不具備水運(yùn)碼頭,是無法完成內(nèi)陸運(yùn)輸?shù)?。為便于運(yùn)輸,一般采用分瓣式制造、工地組裝的方案,

熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 白山水電站水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘要 水輪發(fā)電機(jī)組是將水能轉(zhuǎn)化為電能的核心設(shè)備，水輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得是

從水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、所必需的資料及主要參數(shù)選擇等幾個(gè)方面簡(jiǎn)述了小型水電站混流式水輪機(jī)的選型設(shè)計(jì),探討了混流式水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題,為小型水電站混流式水輪機(jī)的選型設(shè)計(jì)及研究提供參考。

引言由于大中型水輪機(jī)零部件都是在制造廠生產(chǎn),運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng),在機(jī)坑里安裝、調(diào)試的。因此,安裝過程中的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到機(jī)組運(yùn)行的整體質(zhì)量。所以,加強(qiáng)安裝過程質(zhì)量控制尤為重要。下面就如何控制混流試水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝質(zhì)量談?wù)勎业目捶ā?、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)預(yù)裝及安裝1.1導(dǎo)水機(jī)構(gòu)安裝程序

應(yīng)用于冷卻塔的新型混流式水輪機(jī)開發(fā)研究——利用cfd軟件，開發(fā)一種高比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)，配合相應(yīng)變比的減速器，代替冷卻罄中風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，以達(dá)到節(jié)能的目的。本文結(jié)合水輪機(jī)工作環(huán)境特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面提出金屬梯形蝸殼和單列環(huán)形導(dǎo)葉；通過數(shù)值模擬，重點(diǎn)...

針對(duì)傳統(tǒng)的混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片設(shè)計(jì)方法(如保角變換法)設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng),且不易實(shí)現(xiàn)葉片模型制作的狀況,通過給定速度矩方程對(duì)葉型骨線方程進(jìn)行逐點(diǎn)積分,并由包角的誤差分析對(duì)速度矩方程的系數(shù)進(jìn)行修正,實(shí)現(xiàn)葉片正面型線的設(shè)計(jì),在葉片正面計(jì)算流面上使用導(dǎo)出的最大流面厚度公式直接進(jìn)行葉型加厚,得到水輪機(jī)葉片的背面葉型.文中同時(shí)給出了各部分的數(shù)學(xué)分析數(shù)值計(jì)算表達(dá)式,并用cad系統(tǒng)進(jìn)行葉片木模圖的繪形.從得到的木模圖可以看出,用該方法設(shè)計(jì)更為優(yōu)化,能較好地體現(xiàn)設(shè)計(jì)要求,并符合實(shí)際轉(zhuǎn)輪葉片的形狀,確保了計(jì)算和造型的準(zhǔn)確性,可用來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)的整體水力性能分析.由于模型是數(shù)值生成,故結(jié)合相應(yīng)的機(jī)械加工程序,可實(shí)現(xiàn)葉片木模的數(shù)控加工.