国外水斗式水轮机的研制动态和技术开发

本文介绍近几年国外水斗式水轮机的研制动态和技术开发.叙述了当代水斗式水轮机的发展水平及九十年代的发展趋势.图6表2     

论切击式水轮机水斗数目的最新计算方法及相关要素

本文为作者根据水斗的结构参数和运动参数,通过解析方法.计算出进入水斗区间的水质点均能做功所需的最少水斗数目。通过计算实例.得出与水斗数目相关的要素,使理论水斗数与实际水斗数更趋一致.     

水斗式水轮机启动过程CFD模拟分析

水斗式水轮机启动过程中转轮所受冲击力较大,研究其流态和受力规律对优化启动步骤、保证机组安全与稳定有重要意义。采用三维CFD方法模拟分析了给定开度变化规律条件下的水斗式水轮机转速逐渐增大的过程,分析了力矩、流态、水斗叶片上压力值的变化规律。结果表明,启动初期,转轮节圆处所受冲击力最大,随着转速逐渐增大,脉冲压力幅值减小但频率增高。研究成果为进一步研究转轮结构动力特性奠定了基础。     

用于CFD计算的急曲率水斗背面贴体网格离散方法

针对冲击式水轮机水斗表面的网格生成方法对计算流体流动、水轮机背面干涉和水轮机效率十分重要,基于边缘等分和定向投影建立了一种能适应急曲率水斗正面和背面贴体网格的生成方法,计算得到了一表面曲率急剧变化的水斗贴体网格.研究表明,此法简单易行,表面适应性强,对急曲率水斗正、背面均能获得均匀、平滑的贴体网格.     

冲击式水轮机含沙三相流与磨损特性数值研究

冲击式水轮机在高水头水力资源开发中具有重要的应用前景,但其过流部件的泥沙磨损问题会是重要挑战.冲击式机组内部流动过程复杂,流动状态的转换多;挟沙流动时,水气沙三相流动特性尚不明确,目前相关研究仍然较为匮乏.本文采用欧拉—拉格朗日方法对颗粒在冲击式水轮机内的全流动过程进行了数值模拟,详细地分析了三相流的水力特性、泥沙颗粒...     

冲击式水轮机喷嘴射流的CFD技术

为了研究喷嘴特性对冲击式水轮机性能的影响。在试验的基础上，采用CFD技术对喷嘴自由射流进行多相流的数值模拟。研究结果表明，在相同工况下，不同形状的喷嘴所产生的射流能量特性有明显差异。     

冲击式水轮机长引水道电站系统调压室优化设置

对麻线坪电站引水系统在设置调压室与取消调压室两种情况下的过渡过程进行了计算研究,从大波动调保参数计算、小波动稳定性分析以及参与调频水力干扰计算三方面出发,分析论证调压井在该电站中的作用,最后得出结论:对于采用冲击式水轮机的高水头长引水道电站,只要选择合适的折向器、针阀关闭规律及调速器参数,取消调压井方案是完全可行的。     

相对轨迹在冲击式水轮机非定常流研究中的应用

从设计角度描述了射流相对轨迹的基本概念,并应用于冲击式水轮机计算流体动力学,特别将相对轨迹的概念与动画解析法相结合预测射流与水斗的各种干涉,以及在不同水斗数、不同比转速和不同射流膨胀率下所对应的损失。结果表明,相对轨迹与计算流体力学的结合是冲击式水轮机优化设计的有效工具。     

储能水管-冲击式水轮机发电系统设计及发电效益分析

为充分利用高层建筑物内部的水能包括生活污水及高层建筑物顶楼雨水,可将其转化为电能。由此设计的储能水管-冲击式水轮机装置即通过冲击式水轮机和发电机将高层建筑物内部储存的生活污水及雨水的势能转变为可供使用的电能,并通过建立单户用水模拟模型,设置储能水管对30、100层建筑进行发电模拟。模拟结果表明,储能水管-冲击式水轮机发电具有很好的发电效益和节能减排社会效益,获得了日发电过程中冲击式水轮机的水头变换和启停特性,为该系统中冲击式水轮机的个性设计提供了依据。     

一种透平动叶片排序方法

本文提出了分组优化的透平动叶片排序方法(GO法)。先对分组内叶片优化排序,再对分组间排序进行优化。通过两次或多次优化,消减了绝大多数的不平衡量,将最终的不平衡量控制在极小的水平。计算表明,GO法得到叶片的不平衡量相对供应商的排序方法减少了3个数量级。GO法适用于叶片数量多,对不平衡量有较为严格要求的场合。     

旋转气冷涡轮流场的数值模拟

应用数值计算的方法,对采用气膜冷却的涡轮叶片在静止和旋转状态下的流场进行数值模拟,研究涡轮叶片在静止和旋转状态下冷却射流和主流的掺混流场结构.结果表明:涡轮叶片压力面极限流线在静止和旋转两种工况下的区别比较明显.旋转使得马蹄涡的尺度有所加强.压力面和吸力面侧都存在明显的反向涡对结构;在吸力面,反向涡对的对称性比压力面的好;反向涡对随着下游距离的增大逐渐减弱,同时旋转使得掺混流场的轨迹有向叶片径向偏转的趋势.旋转工况下涡轮压力面侧反向涡对的衰减速度和程度变化明显,吸力面侧涡对的涡心位置更靠近叶片壁面,涡的影响区域也较小.     

冲击式机组过渡过程中转轮效率变化对调保参数的影响

建立了冲击式机组带特性曲线的计算模型,并利用不考虑特性曲线、将效率η定为常数的两种计算模型对同一电站进行计算及比较,分析了冲击式机组过渡过程中转轮效率η的变化对调保参数的影响.结果表明,冲击式机组过渡过程中转轮效率变化对调保参数有比较明显的影响,带特性曲线的计算模型更真实、合理.     

旋转平板上水膜流动的数值模拟

对有汽流掠过的旋转不板上的水膜流动进行了数值模拟,得出了该类水膜流动的速度分布和水膜厚度的分布规律。     

冲击式机组的喷嘴自动控制

针对多喷嘴冲击式水轮机组,提出了一种新的开机控制方式,以优化喷嘴的开启和关闭过程实现各喷嘴间切换无扰动,以确保机组安全稳定经济运行.     

Numerical Simulation of Water Flow through Nano-Hydraulic Turbine Driven by Rapid and Shallow Stream

This study is concerned with the numerical simulation of the flow through an open type cross-flow runner of a nano-hydraulic turbine driven by rapid and shallow stream. It employs the two-dimensional particle method, which was used for the flow simulation of a small-scale hydraulic turbine of impulse-type in the prior study. The tip speed ratio 2, defined as the ratio of the runner tip speed to the water stream velocity upstream of the runner, ranges from 0.1 to 0.8. The simulated flow at 2 = 0.5 is confirmed to agree well with the experimentally visualized one. The effect of 2 on the flows inside the rotating cascade as well as around the runner is clarified. The turbine performance, calculated by using the simulated flow, is also highlighted to agree almost with the measurement. These demonstrate that the present simulation method is indeed applicable to the development of open type cross-flow runner of nano-hydraulic turbine utilizing rapid and shallow stream.     

冲动式与反动式汽轮机的优劣比较

文中就冲动式汽轮机和反动式汽轮机在结构特点、蒸汽流动特性以及运行效率上作了详细的分析比较。说明了两类汽轮机在技术及选型中相辅形成的辩证关系。     

弹性地基处周期性圆形钢筋混凝土管道振动特性分析

为探究不同湍流模型在水轮机数值计算中的适用性,运用UG三维建模软件建立混流式水轮机模型,在ICEM中分别进行网格划分,导入FLUENT软件,分别采用RNG κ-ε、Realizable κ-ε与SST三种湍流模型计算水轮机3种运行工况得转轮扭矩、尾水管测试线上的速度及监测点P的压力脉动,并与水轮机的试验数据进行对比。结果表明,SST湍流模型较适用于转轮扭矩的计算;Realizable κ-ε、RNG κ-ε、SST湍流模型各自较适用于小流量、最优及大流量工况下流场分布的计算。     

不同湍流模型在水轮机数值计算中的适用性探究

为探究不同湍流模型在水轮机数值计算中的适用性,运用UG三维建模软件建立混流式水轮机模型,在ICEM中分别进行网格划分,导入FLUENT软件,分别采用RNGκ-ε、Realizableκ-ε与SST三种湍流模型计算水轮机3种运行工况得转轮扭矩、尾水管测试线上的速度及监测点P的压力脉动,并与水轮机的试验数据进行对比。结果表明,SST湍流模型较适用于转轮扭矩的计算;Realizableκ-ε、RNGκ-ε、SST湍流模型各自较适用于小流量、最优及大流量工况下流场分布的计算。     

Numerical Simulation on Turbine Blade Leading-Edge High-Efficiency Film Cooling by the Application of Water Mist

Numerical simulation is performed to explore leading film cooling enhancement by the application of injecting water mist into the air. The accuracy of numerical simulation program for conjugate heat transfer methodology is verified with the C3X gas turbine vanes cooled with leading edge films. The effect of various parameters including mist concentration, mist diameter, different particle wall interactions conditions, and different forces on the improvement of cooling performance is investigated in this paper. It indicates that mist film cooling can decrease the temperature of boundary layer without impact on the temperature of the mainstream and the thickness of boundary layer.