文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
高水头混流复合式转轮内部流动及其性能研究
姓名:赵强
申请学位级别:硕士
专业:流体机械及工程
指导教师:齐学义
20090427
摘要我国水力资源丰富,且主要集中在西部,其特点是落差大,多泥沙。混流式机型性能指标还不够先进,还有进一步的提升空间,有待于以后继续深入研究。在转速、容量和水头相匹配的情况下,相对于冲击式有许多优越性,特别是复合叶栅的转轮以其出力大,运行稳定,抗磨蚀性能好,效率高等优势,得到了较普遍的认可。为了使宝贵的可再生清洁能源得到尽可能充分地开发和利用,本文针对水头段水力资源,拟开发出一个新的性能优良的水轮机复合转轮水力模型方案。在计算机辅助设计图扑懔魈宥ρ数值计算技术的支持下,对复合转轮内部流动进行研究和探讨,旨在找出短叶片翼型及其布置位置等对全流场内部流动及性能的规律,完善短叶片及转轮的设计方法,具有很高的学术价值和重要工程现实意义。若取得成果应用前景广阔。作者在适用于该水头段的常规水轮机中选取一个性能较优良的转轮作为初始方案,根据设计参数,选取妥B肿魑3跏甲B帜P停饪7⒊鲂阅苡帕嫉退只春献B炙δP头桨福饕Q芯磕谌莺痛丛煨猿晒缦拢菟只嗨圃砗蜕杓撇问G螅杓瞥鲇帕嫉母春弦堵殖ひ镀欢桃片及其叶栅的设计基于长叶片木模图,文中以对应水平截面的长叶片工作面为其短叶片的工作面,沿水平截面与长叶片成比例缩放,借助于/看蟮氖堤搴捅嗉能,快速生成短叶片的三维实体模型,经疎的曲面分析其工作面和背面基本上达到光滑度要求,可以作为短叶片叶栅的基础模型。猿ざ桃镀桃镀芟蚱枚龋ざ桃镀某ざ缺戎底魑2问凶B水力设计,保持短叶片与长叶片为同一进口位置,其他径向偏置不做考虑,进行多方案改进设计,对包括蜗壳和尾水管在内的全流场进行数值模拟,针对其中一个设计方案,采用不同的湍流模型,网格数以及迭代残差,尽可能把人为误差控制在最小范围内,确保后期计算结果的稳定性和准确性。通过数值分析预测了各设计方案的性能曲线,得到了添加短叶叶栅后对水轮机性能的影响趋势:”一吒髌教梗腋咝变宽:狧曲线向大流量方向偏移;吒佣冈觥峡牵家逗臀菜芏际撬只闹匾9鞑考攵运只峡浅9嫠力设计方法中存在的不足,利用数值计算方法,使蜗壳尾部圆断面内的水流遵循速度矩为常数的运动规律,而无须转换成椭圆断面,从而完善蜗壳非圆形断面的水力设计方法。经流场模拟分析验证,设计出的蜗壳不仅使蜗壳中的水流运动符合设计基本假定,其流场分布与理论分析相符合,而且所设计出的蜗壳流道平顺光滑,流态分布良好。本项目研究水力模型的开发属于新机型,又由于时间、条件和本人经验不足所限,有很多工作目前还没有进行到位,文中给出的水力模型方案,还不能令人满意,技术关键词:混流式水轮机,复合转轮,数值模拟,非结构网格,七一牧髂P岛水头混流式复台转轮内部流动及其性能分析
琣,畃,.甴甧甒產,甒,產,.閏,.:狧,.、撕甤硕一貉宦垡,產琣琣.,琭....—,..
,鲥琧高水’大混流式复合转轮内部流动及其性能分析,.
导师签名:秀名辽作者签名:乏茎如日期:沙作‘月,,作者签名:赵者虽⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书日期:少。月//兰州理工大学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,允许论文被查阅和日期口缈尹年∥月/厂日本人郑重声明: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,同意学校借阅。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。本学位论文属于⒉槐C芡拧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊
。因而长久以来我国一直将能源工业列为发展重点。而水电是无环高等优势绫S纱耸沟没缟璞负统Х客两ǖ某杀窘系停庇捎谒机型全流场内部流动及性能的规律,完善短叶片及转轮的设计方法,具有很高的学历程基本上与猄方程求解技术的发展同步。在上个世纪~年代,转轮内的流动计算只能采用理想化假设的一元或二元理论,计算局限于简单的导叶、在最优工况附近得到转轮内的速度和压力分布,因此被用来进行转轮的流场分析与设计计算。进入年代中期,出现了忽略粘性项、直接求解匠套榈到合理的转轮内的速度及压力分布,同时可以用来分析导叶和其他过流部件内随着科学技术的发展,特别是我国经济的快速发展,能源与