渦流發(fā)生器對改善水輪機(jī)整體性能的實例研究.pdf

1、水輪機(jī)是一種水利設(shè)備,其作用是把水的能量轉(zhuǎn)化為驅(qū)動力對發(fā)電設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動,在貫流式水輪機(jī)中常設(shè)有尾水管,尾水管除了引導(dǎo)水流流向下游之外還有一個重要的作用是回收轉(zhuǎn)輪出口處的能量,而尾水管中往往存在著一些問題,為了改善這些問題,本文提出一種用渦流發(fā)生器改善其性能的方法,通過對尾水管流場的改善,提高水輪機(jī)的工作效率,從而形成對能量的高利用率,具體從以下幾方面展開:
　　 第一章,闡述了該課題的研究背景和意義,介紹了水輪機(jī)和尾水管的具體功

2、能,提出了水輪機(jī)尾水管中存在壓力脈動等諸多問題,并且列舉了目前常用的改善尾水管性能的方法,對比了各種方法的優(yōu)缺點。同時也介紹了渦流發(fā)生器的種類,描述了各種渦流發(fā)生器的結(jié)構(gòu)和特點,并概述了每種渦流發(fā)生器的適用領(lǐng)域。
　　 第二章,首先介紹了網(wǎng)格的一些基本概念,包括網(wǎng)格單元,網(wǎng)格尺寸,網(wǎng)格變形。然后提出了網(wǎng)格生成中存在的一些要求,具體為網(wǎng)格幾何形狀的一致性要求,網(wǎng)格與求解結(jié)果的一致性要求,網(wǎng)格與數(shù)值解法的兼容性要求。最后介紹了網(wǎng)格的

3、分類,并對本文采用的網(wǎng)格生成軟件Gridgen進(jìn)行了介紹,同時也說明了PLOT3D格式的文件。
　　 第三章,對本文研究的水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)做了介紹,并且分別對水輪機(jī)的不同部件進(jìn)行網(wǎng)格生成,同時提出一種基于Fortran77和Gridgen并用的方法對網(wǎng)格進(jìn)行優(yōu)化,最后對安裝有不同方案的渦流發(fā)生器后的尾水管網(wǎng)格生成做了介紹。
　　 第四章,首先對CFD計算流體力學(xué)的三個組成做了介紹,包括前處理,求解和后處理。接著敘述了湍流的概

4、念,提出了目前湍流的計算方法和常用的湍流計算模型,并且提出本文選取的SST湍流模型,它結(jié)合了k-ε模型和k-ε模型的優(yōu)點。接著介紹了壁面函數(shù)的概念和本文選用的壁面函數(shù),同時說明了水輪機(jī)不同部件之間網(wǎng)格連接所采用的復(fù)合面,主要包括周期性復(fù)合界面,一般連接面和級平均法連接面,最后提出了本文的收斂標(biāo)準(zhǔn)與工作參數(shù)。
　　 第五章,闡述了水輪機(jī)工作效率的計算方法,獲得了本文研究的水輪機(jī)的工作曲線和尾水管壓力恢復(fù)系數(shù)曲線,得到了水輪機(jī)的實際