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《西华大学》 2009年
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混流式水轮机全流道的叶道涡模拟计算

李进军  
【摘要】: 混流式水轮机应用十分广泛,其性能的好坏直接决定了水电站的经济效益和电站的使用寿命。目前对混流式水轮机的研究,不仅是要提高转轮的效率,更重要的是研究其运行稳定性。国内外大型混流式机组不断发现或出现振动、叶片裂纹,并伴随有异常噪音,主要原因是混流式机组经常远离设计工况运行,在流道中产生脱流空化和涡带。 本论文从计算流体动力学出发,利用先进的商业计算软件Fluent,运用CFD的理论与方法,采用Sparlart-Allmaras湍流模型,通过SIMPLE算法,基于有限体积法的控制方程离散不可压N-S方程,对一具体水电站的水轮机--HLA696-LJ-108,利用三维建模软件,建立了水轮机的全部过流通道几何模型,包括蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮及尾水管,并利用Fluent软件的网格划分模块,采用非结构化网格对过流部件进行网格划分及网格质量检查,对满足要求的网格文件,在完成边界条件初步设置后,进行文件输出。利用滑移网格技术对单个的网格文件进行处理,构成一个全流道计算文件,并导入到Fluent软件的计算模块,在完成一系列具体的参数设置后,进行全流场模拟计算,计算了该电站混流式水轮机在小流量工况、设计流量工况及大流量工况下蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮以及尾水管在内的全流场三维非定常湍流模拟,得到了不同工况下蜗壳、导叶、转轮、尾水管流道内的速度矢量分布、压力分布,导叶、转轮内的流动状态,完善研究和分析了该型水轮机在不同的运行工况下,在同一周期的不同时刻,固定导叶和活动导叶之间,活动导叶和转轮叶片之间,叶道之间存在着的旋涡和脱流。小开度时,转轮进口边正面靠上冠区域的水流撞击现象严重,水流发生撞击后受到叶片和转轮上冠的影响从上冠向下环横向流动,同时在背面形成较大的脱流,形成叶道涡,当开度增大时,其涡的情况得到改善。且尾水管在小流量工况、大流量工况下均会出现不同程度的尾水管涡带,在小流量工况下这一涡带严重偏心,成螺旋形,压力脉动较大;在大流量工况下这一涡带紧挨着转轮后收缩,在转动的不同时刻,涡带的形状变化较大;在设计流量工况下这一涡带得到了明显的改善。 上述研究成果对混流式水轮机全流道的水力优化设计以及指导电站实际运行均具有重要的学术意义和工程应用价值。
【学位授予单位】:西华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TV734.1

【引证文献】
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1 樊世英;;大中型水力发电机组的安全稳定运行分析[J];中国电机工程学报;2012年09期
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1 李伟;中比转速混流式水轮机转轮内部叶道涡模拟研究[D];西华大学;2010年
【参考文献】
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1 陈金霞;李国伟;刘胜柱;吕桂萍;;叶道涡产生机理及对水轮机稳定性的影响[J];大电机技术;2007年03期
2 周波;改善水电机组运行稳定性[J];电器工业;2004年05期
3 吴钢,韦彩新,张克危,宋立人;大水头变幅工况下混流式水轮机尾水管水压力脉动分析[J];发电设备;2000年04期
4 周力行;胡砾元;王方;;湍流燃烧大涡模拟的最近研究进展[J];工程热物理学报;2006年02期
5 唐培甲;岩滩水电站水轮机振动问题的研究[J];红水河;2000年03期
6 何捍东;天生桥一级水电站水轮机振动原因分析[J];红水河;2001年04期
7 张恩博;王千;常洪军;;丰满电厂3号机组高水头下稳定性试验研究[J];东北电力技术;2007年09期
8 杨培才;湍流运动与非线性科学理论[J];力学进展;1994年02期
9 宋文武,杜同;高水头贯流式水轮机导水机构流场规律的研究[J];四川工业学院学报;1991年Z1期
10 吴钢,戴勇峰,张克危,谭月灿;混流式水轮机尾水管进口流场与水压力脉动的关系[J];水电能源科学;2000年01期
【共引文献】
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1 王东南;谭宗柒;;液力变矩器的效率模型研究[J];北京汽车;2006年06期
2 杨志强;江欢;;VSM型全电熔窑电极布置及功率、温度场形态的数值模拟[J];玻璃;2006年03期
3 杨红军;;CAE技术在水利工程结构分析中的应用[J];才智;2009年26期
4 潘罗平,高明;水轮机水力稳定性的分析[J];长春工程学院学报(自然科学版);2002年04期
5 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
6 李定芳;易蘩;张爱民;;国内轴流转浆式水轮机改造现状[J];中国城市经济;2011年30期
7 肖黎;水轮发电机组横向振动研究[J];长江科学院院报;2005年05期
8 钟亮;许光祥;;分形理论在紊流与泥沙研究中的应用现状[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2008年05期
9 白晶;;水轮机选型设计分析[J];科技创新与应用;2012年04期
10 段超,李朝晖,宋自灵;水轮机振动监测与补气控制的试验研究[J];水电自动化与大坝监测;2002年01期
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1 张燎军;魏述和;陈东升;;水电站厂房振动传递路径的仿真模拟及结构振动特性研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 徐凯;尹志宏;;汽车尾气处理液体泵膜片疲劳分析[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
3 陈艳锋;吴新跃;谢最伟;;某船用带阻尼板齿轮振动分析[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
4 朱志远;;某机载雷达骨架刚强度有限元分析[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
5 刘显臣;;路面噪音[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
6 姚俊贤;刘显臣;;排气系统NVH性能设计[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
7 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
8 孙建平;郑莉媛;敖建平;熊浩;;补气对三峡左岸机组低水头运行稳定性的影响[A];全国大中型水电厂技术协作网第二届年会论文集[C];2005年
9 樊玉林;朱玉良;朱莹;;水轮发电机组状态监测分析系统在十三陵抽水蓄能电厂的应用[A];全国大中型水电厂技术协作网第二届年会论文集[C];2005年
10 严锦丽;邵明;;固定导叶流固耦合模态分析[A];水电设备的研究与实践——第十七次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2009年
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1 王文全;薄壁结构流固耦合数值模拟及计算方法研究[D];昆明理工大学;2008年
2 孟庆鸿;松科1井复杂地层取心钻具及泥浆优化设计和应用研究[D];中国地质大学(北京);2011年
3 刘向东;24kV永磁机构真空断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
4 唐震;人上、下颌骨火器伤动态模拟及有限元生物力学分析的初步研究[D];第三军医大学;2011年
5 王国峰;钢质车轮疲劳虚拟评价研究[D];燕山大学;2011年
6 郭培卿;双旋流合成气非预混燃烧特性的实验研究与数值模拟[D];上海交通大学;2011年
7 张丽霞;混流式水轮机转轮叶片疲劳裂纹控制研究[D];清华大学;2010年
8 刘兆栋;φ600mm近红外相移斐索干涉仪校准及测试技术研究[D];南京理工大学;2011年
9 徐永;大型水轮发电机组轴系动力学建模与仿真分析[D];华中科技大学;2012年
10 杨贤;面向智能水电站的远程监测与分析系统[D];华中科技大学;2012年
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1 王茂军;轿车B柱下护板成型过程模拟及模具优化设计[D];安徽工程大学;2010年
2 夏云清;装载机差速器齿轮的非线性接触与疲劳寿命分析[D];浙江理工大学;2010年
3 苗军伟;注塑成型和模具结构一体化分析[D];郑州大学;2010年
4 刘岩;高效可靠的三维约束Delaunay四面体有限元网格生成算法[D];大连理工大学;2010年
5 曲振;采煤机截割部扭矩轴的可靠性研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 王学明;大型液压支架顶梁强度分析[D];河南工业大学;2010年
7 唐烨;薄壁注塑制品的翘曲变形研究[D];华南理工大学;2010年
8 苏红涛;直齿圆锥齿轮振动摆辗成形技术研究[D];江西理工大学;2010年
9 董良;甲烷扩散火焰燃烧与重整的数值模拟[D];华东理工大学;2011年
10 韩文虎;水轮机流道流固耦合振动数值模拟[D];昆明理工大学;2008年
【同被引文献】
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1 潘罗平;;卡门涡诱发的水电机组振动特性研究[J];长春工程学院学报(自然科学版);2010年03期
2 韩志勇;徐衍会;辛建波;贺仁睦;薄博;;水轮机组与电网耦合对电网动态稳定的影响[J];电工技术学报;2009年09期
3 陶星明,刘光宁;关于混流式水轮机水力稳定性的几点建议[J];大电机技术;2002年02期
4 陈金霞;李国伟;刘胜柱;吕桂萍;;叶道涡产生机理及对水轮机稳定性的影响[J];大电机技术;2007年03期
5 贺建华;陈昌林;铎林;张天鹏;张景林;;三峡右岸15~18号发电机振动及噪声优化改进[J];大电机技术;2010年01期
6 唐博进;吴穹;杜建国;张成平;;大型水轮发电机定子绕组谐波及其力波分析[J];大电机技术;2011年05期
7 杨晓明;马震岳;张振国;;水轮机迷宫密封系统非线性动力稳定性研究[J];大连理工大学学报;2007年01期
8 康忠健;辛士郎;仲崇山;王玉振;刘晓林;;双馈风电场穿透功率增加对电力系统稳定影响综述[J];电力自动化设备;2011年11期
9 吴钢,韦彩新,张克危,宋立人;大水头变幅工况下混流式水轮机尾水管水压力脉动分析[J];发电设备;2000年04期
10 宋洪占;张砚明;;水轮发电机推力轴承推力瓦、托盘或托瓦的变形分析与计算[J];防爆电机;2011年06期
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1 石清华;许巍巍;龚莉;;低水头混流式水轮机叶道涡引起的噪声及其消除[A];第十六次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2007年
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1 蒙亮;同步发电机异常非线性特征的研究[D];华北电力大学(北京);2005年
2 辛喆;混流式水轮机全部通流元件的三维湍流流场分析与性能预测[D];中国农业大学;2005年
3 彭玉成;三峡电站左岸6号机组小开度工况异常振动研究[D];华中科技大学;2007年
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1 周万里;葛洲坝水电厂水轮发电机组主轴动力分析[D];华中科技大学;2009年
2 杨新伟;乌江构皮滩水电站水轮机稳定性问题研究[D];西安理工大学;2006年
3 刘春梅;混流式水轮机转轮内部流动的CFD分析[D];西华大学;2006年
4 张伟;水轮发电机组轴系统动力学研究[D];大连理工大学;2008年
【二级参考文献】
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1 唐培甲;岩滩水电站水轮机振动问题的研究[J];红水河;2000年03期
2 何捍东;天生桥一级水电站水轮机振动原因分析[J];红水河;2001年04期
3 吴钢,韦彩新,张克危,宋立人;水轮机尾水管水压力脉动与运行工况的关系[J];华中理工大学学报;1998年11期
4 苏铭德;弯曲矩形管道内充分发展流动的数值研究──第二部分:湍流[J];计算物理;1995年01期
5 苏铭德;子格(SGS)模型在内流湍流中的大涡模拟[J];水动力学研究与进展(A辑);1994年06期
6 苏铭德,弗里德里克;用大涡模拟检验湍流模型[J];应用数学和力学;1994年11期
7 赵文志;大峡水电站水轮机抗磨蚀的应用及分析[J];中国农村水利水电;2001年09期
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1 周昊;大型混流式水轮机稳定性研究及对策[J];水电站机电技术;2005年05期
2 徐珍懋;浅论混流式水轮机运行的“强振禁运区”[J];水电站机电技术;2003年S1期
3 覃大清,赵洪田,赵阳;关于混流式水轮机稳定性的几点新认识[J];大电机技术;1998年03期
4 钟堰辉;张思青;胡秀成;张立翔;;混流式水轮机导水机构三维定常CFD分析[J];水电能源科学;2009年05期
5 郭红梅;混流式水轮机振动研究[J];福建农机;2005年03期
6 郑源;汪宝罗;屈波;;混流式水轮机尾水管压力脉动研究综述[J];水力发电;2007年02期
7 黄剑峰;张立翔;王文全;;混流式水轮机全流道三维非定常湍流场的动态大涡模拟[J];中国农村水利水电;2009年01期
8 高忠信;邓杰;葛新峰;;三维非定常湍流尾水管涡带数值模拟[J];水利学报;2009年10期
9 徐珍懋;混流式水轮机高水头大负荷区域振动的分析[J];水电站机电技术;2003年S1期
10 陶星明,刘光宁;关于混流式水轮机水力稳定性的几点建议[J];大电机技术;2002年02期
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1 徐珍懋;;混流式水轮机高水头大负荷区域振动的分析[A];2003年大型水电机组技术研讨会论文集[C];2003年
2 赵连会;罗剑枫;黄志慧;;某型压气机三维CFD计算分析[A];中国动力工程学会透平专业委员会2010年学术研讨会论文集[C];2010年
3 陈君;代洪浪;李治友;;CFD在转炉二次除尘系统设计中的应用[A];第5届中国金属学会青年学术年会论文集[C];2010年
4 王金锋;谢晶;;基于CFD技术的冷藏车优化设计[A];上海市制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年
5 黄龙太;;基于CFD的飞艇气囊气动外形优化研究[A];2011年中国浮空器大会论文集[C];2011年
6 朱家亮;张涛;韦朝海;冯春华;;基于CFD的内循环流化床流场结构分析及优化设计[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
7 孙春耕;罗璟;张利;何敏;;水压双喷嘴挡板阀先导阀的CFD分析[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
8 周易;王艳珍;刘春慧;;压缩机泵油系统CFD模拟计算[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
9 方键;凌祥;桑芝富;杨全保;;侧进式搅拌器混合过程的CFD模拟[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
10 李金成;陈作钢;代燚;;风洞循环水槽的CFD辅助设计[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
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1 ;核查人员在伊发现空化学弹头[N];中国教师报;2003年
2 ;艾默生网络能源CFD检测服务:节能从规划开始[N];中国计算机报;2009年
3 陶中华;超级空化武器引发海战新革命[N];科技日报;2006年
4 边际;林左鸣检查中航工业CFD技术研发工作[N];中国航空报;2010年
5 张玉清 李开强 伍轶;南京:空中飞人处变不惊,万米高空化险情[N];新华每日电讯;2011年
6 ;CID COD CCD CFD CBD CLD仅是概念吗?[N];中国建设报;2001年
7 许政;南京全面提升巡防等级[N];人民公安报;2009年
8 本报记者  邹玲;商业空置率高企 居住虚空化隐优 重庆拟引入听证调控商业规模[N];中国房地产报;2006年
9 山西 刘文君;“手机加香”小心为好[N];电子报;2008年
10 ;命运难测,大兵泪别妻儿[N];新华每日电讯;2003年
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1 胡英;混流式水轮机非定常紊流计算及性能预测研究[D];昆明理工大学;2008年
2 吴晓晶;混流式水轮机非定常流动计算和旋涡流动诊断[D];清华大学;2009年
3 程秀花;温室环境因子时空分布CFD模型构建及预测分析研究[D];江苏大学;2011年
4 张双全;大型混流式水轮机水力稳定性研究[D];华中科技大学;2008年
5 曹晓畅;管式搅拌反应器流动特性与混合特性的CFD数值模拟[D];东北大学;2009年
6 宋兵伟;混流式水轮机转轮上冠间隙流诱发的轴系不稳定性研究[D];大连理工大学;2010年
7 康国兵;水力式流浆箱关键技术机理研究与CFD应用[D];华南理工大学;2011年
8 董国朝;钝体绕流及风致振动流固耦合的CFD研究[D];湖南大学;2012年
9 曾劲松;基于CFD的高浓漂白塔稀释区流场及卸料系统的研究[D];华南理工大学;2011年
10 马千里;CFD非结构化网格流场体可视化方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
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1 李进军;混流式水轮机全流道的叶道涡模拟计算[D];西华大学;2009年
2 冯俊豪;混流式水轮机转轮内部流场计算研究[D];兰州理工大学;2006年
3 李伟;中比转速混流式水轮机转轮内部叶道涡模拟研究[D];西华大学;2010年
4 卢池;流体机械内部空化流动的数值模拟[D];西华大学;2006年
5 张鹏远;混流式水轮机转轮区叶道涡压力脉动研究[D];清华大学;2008年
6 梁寒雨;安全阀开启过程阀口流场的CFD数值模拟与试验研究[D];华南理工大学;2010年
7 赵鹏飞;船用螺旋桨敞水和空化性能CFD预报[D];大连理工大学;2011年
8 徐瑛杰;尾迹面法在CFD气动力计算中的应用研究[D];南京航空航天大学;2010年
9 陈雪宇;建筑排水系统CFD模拟研究[D];南华大学;2010年
10 胡秀成;基于CFD的长短叶片混流式水轮机研究[D];昆明理工大学;2008年
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