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《兰州理工大学》 2008年
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30M水头段高性能水力模型的开发

江良荣  
【摘要】: 近些年来,流体力学研究工具—CFD(计算流体动力学)已经在流体机械的设计,尤其是在优化设计中得到广泛的应用,成为目前水轮机模型转轮设计方法的主流。使用先进的CFD技术与模型试验技术相结合,可以开发出具有优良性能的水轮机转轮,大大缩短了水轮机的设计开发周期,降低了开发成本,并可准确地进行性能预测,提高了水轮机水力设计的质量。 本文针对混流式水轮机叶片形状的复杂性给其三维实体造型带来的困难,作者以混流式转轮叶片二维木模图为基础,提出了采用PRO/E软件从点到线、线到面、面再到体的方法对混流式水轮机叶片进行三维造型。为了提高造型的准确性,再用切割的方法对叶片进水边、上冠及下环进行修型。从而可以真实而又准确地得到木模图所表示的混流式水轮机叶片的三维实体造型。这样运用PRO/E软件对混流式水轮机叶片进行三维造型,既节省了时间又节约了成本,并为叶片木模图的修型和转轮内部流动CFD分析和性能预测奠定可靠的基础。 本课题针对30m水头段水力资源的开发利用,开发出一个新的水轮机转轮水力模型。作者在适用于该水头段的水轮机转轮中选取一个性能较好的转轮作为初始转轮模型来进行改型设计。根据设计参数,选取HL260型转轮作为初始转轮模型,首先采用缩短翼型的方法对初始转轮模型进行改型,这样可以增加水轮机过流量,提高出力。再通过调整叶片进口安装角减小了叶片上速度和压力分布不合理的区域,消除了工作面脱流和漩涡现象,使水轮机内部流态得到一定的改善,并且工作面高压区面积也有所增大,从而使工作面与背面对应各点的压差也随之增大,这有助于增加转轮出力,提高水轮机效率。最后通过CFD计算对改型后转轮的性能进行预估,根据预估结果绘制出该水轮机的运转特性曲线,经分析得到了一个性能良好的新转轮。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TK730.2

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 马惠萍;HL300水轮机转轮水力模型开发方案研究[D];兰州理工大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李润之;点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D];山东科技大学;2010年
2 艾尚茂;管土耦合边界下海底悬跨管道涡激振动研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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9 黄燕;碟形越浪式波能发电装置的水动力性能研究[D];中国海洋大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
2 孟凡茂;煤矿主通风巷道中抑制瓦斯爆炸的细水雾两相流场数值分析[D];河南理工大学;2010年
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8 包金哲;煤化工气液固多相流管道磨蚀机理及仿真预测研究[D];浙江理工大学;2010年
9 赵鹏;基于模糊物元的中小型水电站增容改造方案研究[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 石清华;Stuart Coulson;;三峡左岸厂房水轮机的水力设计[J];东方电气评论;2005年04期
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7 齐学义;三维湍流流动计算方法在中小型混流式转轮增容改造中的应用[J];甘肃工业大学学报;2001年01期
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【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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中国重要报纸全文数据库 前2条
1 宋亚平 记者  薛秀颖;哈尔滨大电机研究所获殊荣[N];哈尔滨日报;2006年
2 本报记者 罗霞;张立翔:甘坐“冷板凳” 敢啃“硬骨头”[N];云南日报;2006年
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3 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
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 王向红;混流式水轮机叶片裂纹声发射监测的若干关键技术研究[D];上海交通大学;2009年
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3 廖书长;高比转速混流式水轮机低负荷运行稳定性研究[D];昆明理工大学;2008年
4 杨圣辉;混流式水轮机长短叶片转轮流固耦合分析[D];昆明理工大学;2010年
5 邵元忠;200米水头段混流式水轮机复合转轮水力模型方案开发研究[D];兰州理工大学;2010年
6 马越;混流式水轮机内部流动计算及动力特性分析[D];西华大学;2010年
7 王长娃;中小型混流式水轮机安全、稳定运行研究[D];兰州理工大学;2006年
8 晁文雄;30米水头段混流式水轮机水力模型开发方案研究[D];兰州理工大学;2012年
9 李龙庭;混流式水轮机数值模拟研究与压力脉动分析[D];浙江大学;2012年
10 王琪;并行环境下混流式水轮机非定常流动及补气的数值研究[D];西安理工大学;2008年
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