收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水轮机筒阀多缸协同关闭过程水力特性与控制策略研究

郭春立  
【摘要】: 本文针对水轮机筒阀关闭过程中的水力特性和多液压缸接力器协同驱动系统的特点,在天津市科技支撑项目、天津大学青年教师培养基金项目和天津市天发重型水电设备制造有限公司的共同资助下,重点对筒阀的关闭过程进行了CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟,并针对筒阀多液压缸协同控制系统的特点进行了数学建模分析和控制策略研究。论文主要研究内容和成果如下: (1)在目前普遍运用模型试验方法研究筒阀性能的基础上,运用CFD方法中的RNG k-ε湍流模型、混合物多相流模型、动网格和滑移网格技术,以云南红河南沙水电站水轮机筒阀为研究模型,对筒阀动水、静水关闭过程进行了三维数值模拟,较真实地模拟了水轮机发生飞逸时筒阀关闭的水力特性。 (2)利用数值模拟的结果得出了筒阀表面压力的分布状况、轴向和周向液动力变化趋势、流量和流态特征以及水力效率和水头损失,给出了不同行程处筒阀附近引流部件的流场特征,根据轴向力载荷和对水轮机转轮工作状态的影响提出了优化的筒阀的关闭方式。 (3)通过计算得出了混流式水轮机尾水管涡带的流场特征和筒阀附近压力脉动的幅频特征,结合尾水管涡带的流场特征解释了筒阀附近压力脉动的形成机理,同时给出了空化系数和转轮出口流场等因素对筒阀稳定性的影响。 (4)综合CFD方法得到的筒阀倾覆力矩、轴向力计算结果得出了筒阀六缸协同控制系统数学模型。根据水轮机筒阀多缸协同控制系统对同步与速度控制性能的要求,采用定量反馈控制理论(QFT)设计了系统的控制器,满足了系统的跟踪性能、鲁棒稳定性和输入扰动抑制性能指标,有效地解决了实际液压系统不确定性、非线性和时变性等因素影响。 (5)系统仿真结果说明,QFT控制策略可以有效地解决多液压缸接力器驱动情况下的同步与速度问题,避免系统的非线性和参数不确定性产生的不利影响。 (6)经云南红河南沙水电站的实际应用,验证了筒阀系统同步性能的可靠性和数值模拟得出的液压缸接力器力载荷结果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 蒲中奇,张伟,施克仁,吴玉林;水轮机空化在线监测系统中板载DSP数据采集卡[J];仪表技术与传感器;2004年12期
2 蒲中奇,张伟,施克仁,吴玉林;水轮机空化的小波奇异性检测研究[J];中国电机工程学报;2005年08期
3 蒲中奇,张伟,施克仁,吴玉林;水轮机空化在线监测系统设计[J];电力系统自动化;2004年21期
4 王贵;水轮机的空化及试验水温对其的影响[J];电站系统工程;2005年01期
5 马新红;李涛;钟光华;;小浪底电厂筒阀液压控制系统[J];大电机技术;2006年02期
6 郑丕宗;李定利;杨永忠;;两种筒阀同步装置在漫湾水电站的应用[J];水电站机电技术;2008年02期
7 秦三虎;薛永辉;;水轮机空化系数对水力性能的影响[J];中国城市经济;2011年08期
8 马新红,李涛,王忠强;小浪底电厂水轮发电机组液压控制系统[J];大电机技术;2002年06期
9 王世健;;青铜峡水电站机组水轮机部分技术改造思路[J];西北水电;2007年01期
10 史光辉;;金银台电站水轮机空蚀情况分析[J];东方电机;2009年06期
11 徐波;张雅琦;马龙;井玄伟;;最优维护信息系统在葛洲坝电站中的应用[J];水电能源科学;2008年05期
12 游超;位流水轮机[J];水利水电快报;1996年20期
13 蒲中奇,张伟,施克仁,张俊华,吴玉林;基于小波奇异性理论的水轮机空化检测[J];振动与冲击;2005年05期
14 布兰科·巴吉克 ,马元珽;水轮机空化的智能诊断和监测[J];水利水电快报;2002年05期
15 章福仪;锥形阀水力特性的几点研究[J];水利水电技术;1963年01期
16 梁在潮 ,李煒 ,鍾秋友 ,黃景祥 ,湛柏瓊 ,陳濟泉 ,易昌余 ,朱炳祥 ,牟同道;陡坡橋涵進水口水力特性的試驗研究[J];武汉大学学报(工学版);1965年Z1期
17 王俊勇;;明流泄水洞短进水口水力特性的研究[J];水利水运工程学报;1982年02期
18 王福云;曲线型溢流坝具有胸墙的孔口出流水力特性的研究[J];水力发电;1983年05期
19 汝树勋;;堰高对WES堰水力特性的影响[J];四川大学学报(工程科学版);1983年02期
20 黄宽渊;;湿周上不同糙率渠道的水力特性[J];西南交通大学学报;1983年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩亚宁;李世康;王景云;贾进荣;李小文;杜传忠;田树棠;;碧口水电厂水轮机改造增容研究[A];水轮机抗磨蚀技术研讨会论文集[C];2006年
2 韩连超;潘艳华;王姝;;宽尾墩联合消能工体型选择及水力特性的研究[A];中国水利学会2003学术年会论文集[C];2003年
3 陈金刚;张景飞;刘大全;;充填裂隙水力特性研究进展[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 钱忠东;王焱;郑彪;刘德祥;;可调导叶式轴流泵水力特性数值模拟6[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年
5 陈松山;周正富;屈磊飞;何仲宁;葛强;严登丰;;低扬程泵站箱涵式出水流道水力特性研究[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年
6 花立峰;沙际德;;三角形迷宫堰宫室水流垂线能量结构及泄流能力研究[A];第十三届全国水动力学研讨会文集[C];1999年
7 王志国;;西龙池抽水蓄能电站内加强月牙肋岔管水力特性研究[A];抽水蓄能电站工程建设文集[C];2005年
8 黄本胜;陈秋月;邱静;刘月琴;吉红香;;有水葫芦的河道水力特性试验研究[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
9 马吉明;逢阿强;郑双凌;;水电站斜卧式进水口的一些水力特性[A];第三届全国水力学与水利信息学大会论文集[C];2007年
10 杨帆;郭军;陈惠泉;;明渠岸边侧向取水口的三维数值计算[A];第三届全国水力学与水利信息学大会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭春立;水轮机筒阀多缸协同关闭过程水力特性与控制策略研究[D];天津大学;2009年
2 曹继文;明渠岸边横向取水的三维水力特性及简易防沙措施试验研究[D];中国水利水电科学研究院;2004年
3 何耘;双吸水管串联布置进水池水力特性研究[D];中国水利水电科学研究院;2005年
4 何建京;明渠非均匀流糙率系数及水力特性研究[D];河海大学;2003年
5 宋铁红;不等距异波复合厌氧反应器高效机理及水力特性研究[D];吉林大学;2008年
6 田嘉宁;台阶式泄水建筑物水力特性试验研究[D];西安理工大学;2005年
7 吴龙华;透空四面体(群)尾流水力特性及应用研究[D];河海大学;2006年
8 白清俊;黄土坡面细沟侵蚀带产流产沙模型研究[D];西北农林科技大学;1999年
9 芦绮玲;压力输水管道出口多孔射流消能特性研究与工程应用[D];西安理工大学;2008年
10 李利荣;自动滚筒闸门水力学特性的试验研究与数值模拟[D];内蒙古农业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何友辉;水轮机筒阀电液控制系统联合仿真与试验研究[D];天津大学;2012年
2 李增祥;水轮机空化噪声在线监测软件设计[D];山东大学;2010年
3 靳光永;基于AMESim的筒阀电液控制系统动态特性研究[D];天津大学;2010年
4 崔振磊;竖轴潮流水轮机空化对捕获功率的影响研究[D];大连理工大学;2011年
5 戴红霞;驼峰后带长直管的泵站虹吸式出水流道水力特性研究[D];河海大学;2006年
6 王华;火(核)电厂蘑菇头式取水口水力特性研究[D];河海大学;2006年
7 姬春利;沙沱水电站X型宽尾墩联合消能工的研究[D];西北农林科技大学;2008年
8 佟进;空化信号采集系统硬件平台的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2008年
9 王本成;泵站有压前池水力特性试验研究[D];河海大学;2002年
10 何逢标;城市雨污水合建式泵站圆形集水池水力特性及泥沙淤积特性研究[D];河海大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 本报通讯员 毛兆民;“掺气分流墩水力特性研究”获陕西省科技一等奖[N];中国水利报;2003年
2 经辑;塑料埋地排水管 发展空间大[N];中国水利报;2003年
3 张伟;拉西瓦水电站反拱水垫塘水力试验获奖[N];海南报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978