1000m水頭段切擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的研究與性能預(yù)測.pdf

1、我國現(xiàn)在切擊式水輪機(jī)的儲(chǔ)能非常之大，但是開發(fā)量比例甚少。其切擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪以國外及早期哈爾濱大電機(jī)廠等的提供為主，國內(nèi)目前沒有自主研發(fā)的切擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪。近年各廠家要么繼續(xù)使用舊型轉(zhuǎn)輪或加以一些改造，要么花高價(jià)進(jìn)口轉(zhuǎn)輪。隨著現(xiàn)代射流理論、磨蝕理論、斷裂力學(xué)理論的發(fā)展，人們已經(jīng)能夠比較準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)到切擊式水輪機(jī)破壞產(chǎn)生的原因；計(jì)算機(jī)技術(shù)和新材料、新工藝在科研、設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的應(yīng)用，切擊式水輪機(jī)在提高比轉(zhuǎn)速和提高可靠性等方面取得很大的發(fā)展。并

2、且結(jié)合有限元應(yīng)力分析方法的應(yīng)用，也可以對發(fā)生破壞的部位進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，從而在理論上為采取有效的防范措施提供了保障。
　　文章集中對1000m水頭段的切擊式水輪機(jī)內(nèi)流場進(jìn)行分析優(yōu)化，對切擊式轉(zhuǎn)輪水斗效率、強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化，本文第一部分介紹國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及背景，研究本課題的必要性及意義，并且對國內(nèi)現(xiàn)行的優(yōu)秀切擊式水輪機(jī)水斗加以分析。文章第二部分是切擊式水輪機(jī)內(nèi)部流場分析理論基礎(chǔ)，對切擊式水輪機(jī)射流類型進(jìn)行分內(nèi)分析，跟好的確定轉(zhuǎn)輪優(yōu)化的目標(biāo)

3、;射流進(jìn)入斗葉時(shí)的特點(diǎn)，第三部分把切擊式水輪機(jī)內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)字化。由于此次優(yōu)化之后的轉(zhuǎn)輪需要應(yīng)用于1000m水頭段，相應(yīng)的配水環(huán)管的強(qiáng)度、效率、以及射流的質(zhì)量對整個(gè)機(jī)組的效率影響很大，所以本文還針對有加強(qiáng)、與無加強(qiáng)筋的配水環(huán)管進(jìn)行了模擬；另外對單個(gè)水斗和整個(gè)轉(zhuǎn)輪的造型，把建好的模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。第四部分，對水都進(jìn)行不同射流狀態(tài)下和不同的工況下內(nèi)部流場分析優(yōu)化及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析。
　　文章對國內(nèi)外高水頭切擊式水輪機(jī)電站及現(xiàn)有的轉(zhuǎn)輪木模圖

4、，進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)分析；結(jié)合切擊式水輪機(jī)的研究理論、射流理論等對切擊式水輪機(jī)的基本流動(dòng)及流動(dòng)理論深入研究。并以A870切擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪型線為主要研究對象，基于強(qiáng)度理論的水力性能的優(yōu)化，即通過多學(xué)科優(yōu)化研究，多種方案對比研究，對優(yōu)化后轉(zhuǎn)輪選取三個(gè)比較優(yōu)秀的轉(zhuǎn)輪利用UG進(jìn)行三維建模，充分利用Fluent內(nèi)部流場分析軟件對設(shè)計(jì)的三個(gè)轉(zhuǎn)輪內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行分析，選取一個(gè)流動(dòng)性能好、水力效益高的轉(zhuǎn)輪，對其在各工況性能數(shù)值模擬分析不同射流狀態(tài)下水力性能。為保