文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
在CFD基础上分析叶片数对水轮机性能的影响
姓名:王异凡
申请学位级别:硕士
专业:流体机械及工程
指导教师:敏政
20100415
摘要型水轮机为研究对象,提出了通过减少叶片数增强水轮机的过流能力,增加水轮小型电站的小容量机组转轮叶片开口小,汛期易被漂浮物堵塞流道,经常须要打开尾水管清除堵塞物;当蝶阀关闭不严并且电站各机组共用一根压力引水钢管时,或虽是单机单管,但电站吸出高度为负时,为防止倒灌事故,检修工作须全厂停电才能进行,严重影响电站经济效益。本课题以铁吾水电站籛机的出力。既具有学术意义,更具有较高的工程实际意义和经济价值。本文针对甒只B郑直鹪诟脑烨昂笱∪∷母鼍哂写硇缘工况点钣殴た觥⑾拗乒た觥⒔洗蟮家犊6取⑿×髁抗た进行计算。具体方法是利用软件,采用标准狥双方程紊流模型和算法进行计算。通过计算结果分析发现,叶片数的改变对叶片背面压力影响较大,改造后转轮在小流量工况到限制工况区运行时因叶片背面负压产生的翼型汽蚀比改造前好转,在大流量区有所恶化。水轮机运行在最优工况区时,水流在转轮出口处具有不太大的正值环量,改造后的水轮机转轮出口水流旋转较大,因为改造后的转轮最优效率区向大流量工况区偏移,在限制工况和较大流量区运行时,改造后的转轮出口水流旋转比改造前的小。在小流量区运行时,改造前水轮机尾水管直锥段出现明显的与转轮旋转方向相同的偏心涡带,改造后尾水管涡带有所减弱。文中结合经验公式,利用中的表面积分功能,计算了水轮机转轮改造前后随工况的变化效率和出力的变化规律。由计算结果可以看到,在最优工况区运行时,改造后的转轮效率下降%,出力上升了.;在限制工况运行时,改造后转轮效率上升了ィ隽υ黾恿辉诮洗罅髁肯略诵惺保脑旌转轮效率上升了ィ隽υ黾恿辉诵杏谛×髁抗た鍪保脑旌蟮淖轮效率比原转轮下降了ィ隽ο陆盗.。另外,将计算结果与改造前后水电站的生产运行和检修数据进行对比,发现与事实相符。由此说明计算结果可靠,较为准确。关键词:转轮;增容改造;叶片数;数值模拟硕士学位论文
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作者签名:御锄趴口胬心晦日期:矽降乡月/日敏压良日期:乞一年易月歹兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明八原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学作者签名:导师签名:日,
第绪论对于小型径流式电站的卧式混流式机组,水轮机叶片间开口劢ü本课题的背景及意义我国水电站建设在解放以后得到了极大的发展。十万千瓦以上的电站有几十座,蚯咭陨系牡缯旧习僮行〉缯静患破涫尽А#缡乱滴N夜纳缁嶂义建设发挥了巨大的经济效益。但是随着时间的推移,老电站越来越不能适应经济发展的需要,暴露了不少技术问题,需进行技术改造。随着的提高,用电量越来越多,电力紧张的问题将长期存在,为了缓和这一矛盾,解决电力紧张的局面,对早期电站的改造,提高水能利用率,增加出力是解决电力不足的一条途径。铁吾水电站位于青海省同仁县隆务河流域,额定水头樽K属于径流式电站,引用流量,B∥窈佣嗄昶骄髁/玫缯疽渠过流能力可达痵,存在长期大量弃水,在引水渠道扩容整修的同时,对原配发电机进行了增容改造,为了充分利用水能资源和发电机容量,须对水轮机转轮进行增容改造。电站希望在不改变通流部件的前提下提高水轮机的水力性能,并增加机组出力。由水轮机的出力公式可知,在水头一定、过流通道不变的前提下,提高机组过流能力是增加水轮机出力的有效途径。减少叶片数梢栽黾右镀淇?冢顾只蓝氯阅芴岣撸镀粤鞯琅挤减小,水轮机过流能力增加,出力增加,达到增容的目的。根据两个具有相同叶片形状而数目不同的转轮模型试验结果,在不改变叶型的同时减少叶片数,会引起最优效率点及出力限制线向较大的单位流量区移动。考虑到水电站在枯水季节的发电量,在选型设计时小型水电站设有一些小容量机组。为了保证夏季汛期的发电,保证过流能力,小型水电