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多泥沙高水头水轮机导叶内部流动及磨损研究

田文文  
【摘要】:水轮机过流部件在高泥沙含量河流上运行时,由于受到泥沙颗粒不断地撞击和切削后,将产生严重的磨损等问题,从而造成过流部件的破坏,对机组运行的安全性和可靠性产生极大影响。高水头多泥沙水电站水轮机活动导叶的破坏更为严重,因此对水轮机导叶泥沙磨损研究至关重要。本文研究的新疆夏特水电站位于新疆克孜勒苏河中游河段,为克孜勒苏河规划2库6级水电开发方案中的第三个梯级电站,并且该电站泥沙含量较高,硬度较大。主要研究工作如下:1.根据高水头多泥沙新疆夏特水电站的水文和泥沙条件,对夏特水电站确定的HLJF0904-LJ-302混流式水轮机在给定工况下进行全流道三维水体建模、网格划分、边界设定和部分工况的沙水流动数值计算。2.采用绕流磨损试验方法,对设计工况下水轮机活动导叶进行泥沙磨损试验。泥沙磨损试件及试验装置根据夏特电站水轮机内部沙水流动数值计算结果以及泥沙磨损试验系统进行设计。3.通过3D形貌测试仪对试件表面的磨损进行测试,获取磨损深度数据及磨损量,根据数值计算和磨损试验的结果确定出选定的耐磨材质导叶磨损率计算公式,供电站水轮机导叶等过流部件磨损情况预测。研究结果将对多泥沙河流高水头水电站导叶设计和材料选择具有重要意义。


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