混流式水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)方法.pdf

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1、1996年11月水利水電快報(bào)EwRHI第17卷第21期‘廣~恤~(yú)~~飛)機(jī)電!k~~~~一浦混流式水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)方法·ree[娜威〕HBkk摘要減,避免空化及減少泥沙磨損是設(shè)計(jì)中水頭混流式水輪機(jī)的主要課題。小壓力脈動(dòng)要設(shè)計(jì)一種理想的轉(zhuǎn)輪,其運(yùn)行范圍應(yīng)比正常設(shè)計(jì)水頭變化寬得多并且需要的維護(hù)應(yīng)最小。簡(jiǎn)述了應(yīng)用水力流態(tài)設(shè)計(jì)參數(shù)、CFD輔助分析及模型試驗(yàn)的方法,力求達(dá)列上述目的。主題詞混流式水輪機(jī)中水頭水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案空蝕控制水輪機(jī)設(shè)計(jì)娜威混流式水輪機(jī)的設(shè)計(jì)分成三個(gè)主要階片流道內(nèi)的非穩(wěn)定流的更為詳盡的計(jì)算程段。第一步是初步設(shè)計(jì),根據(jù)

2、歐拉方程,即序。,絕對(duì)比能和相對(duì)比能的關(guān)系方程調(diào)整流線最后一步就是通過(guò)模型試驗(yàn)精確調(diào)整轉(zhuǎn)、口和出,。方向的葉片角度月葉片彎曲曲率及葉片傾輪進(jìn)口以改進(jìn)空化和效率等性能。角0等幾何參數(shù)的相互關(guān)系目的是提出壓初步設(shè)計(jì)最重要。因?yàn)檗D(zhuǎn)輪的基本水力、力分布均勻抗空化性能好及動(dòng)態(tài)壓力最小設(shè)計(jì)是在這一階段完成的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,的基。,本設(shè)計(jì)方案為使葉片上的壓力分布平衡調(diào)整各種參數(shù),,第二步是三維CFD分析對(duì)基本設(shè)計(jì)而使設(shè)計(jì)者獲得重要的感性認(rèn)識(shí)可幫助設(shè)。,方案進(jìn)行精細(xì)調(diào)整在分析時(shí)通常假設(shè)從計(jì)者來(lái)估算CFD分析的結(jié)果。這種感性認(rèn)導(dǎo)葉葉柵到葉片進(jìn)口的水

3、流為均勻流場(chǎng)。目識(shí)對(duì)正確地改變幾何參數(shù)以改進(jìn)轉(zhuǎn)輪的性能,,前正在開(kāi)發(fā)考慮了導(dǎo)葉后面的尾流及轉(zhuǎn)輪葉非常有用對(duì)研究模型水輪機(jī)特性并最終~,戶,丫一一,護(hù),~,尸~,丫尸~氣護(hù)~~、護(hù)~,廣今廣,獷~獷,獷,廣,廣,獷,獷,獷,獷,廠,廣,廠,尸,獷,廣,廣,廣,廣,廠,獷,獷,廣,獷,廣卜獷,獷,廣,廠,廣,廣,獷,廣,尸,廣,廣,。繞自身彎曲以便將其固定在卷筒上每扇項(xiàng)需要明確規(guī)定并嚴(yán)格執(zhí)行的關(guān)鍵性的保護(hù)弧形閘門(mén)上的鋼絲繩都按這種方法在一個(gè)常措施。到目前為止,水陸資源保護(hù)局的溢洪。,規(guī)的工作日內(nèi)安裝完成所有鋼絲繩都已用閘門(mén)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明

4、按期進(jìn)行維護(hù)和檢查的AlmasolBeray,,ZOOI和2002潤(rùn)滑劑及l(fā)鋼絲鋼絲繩其預(yù)期壽命約為25年此時(shí)安全系.667。6。繩用潤(rùn)滑劑(代碼0)進(jìn)行潤(rùn)滑數(shù)已由下降到32安全系數(shù)的大幅度下8,懷安加拉壩扇溢洪閘門(mén)所有新鋼絲繩降充分說(shuō)明必須有一個(gè)對(duì)鋼絲繩進(jìn)行維護(hù)。共花費(fèi)25000美元和監(jiān)測(cè)的組織完善的實(shí)施規(guī)程。6結(jié)論熊紹鈞譯自《澳大利亞大壩委員會(huì)公報(bào)》溢洪lwJ門(mén)鋼絲繩失事是操作人員最擔(dān)心第102號(hào),徐一心校的事故之一但鋼絲繩又是操作溢洪閘門(mén)所必不可少的,因而對(duì)它進(jìn)行維護(hù)和監(jiān)測(cè)是-(收稿日期1996一10一03)1996年11月

5、水利水電快報(bào)EWRHI第17卷第21期,出高度(N尸SH)確定凈正吸出高度可由下式確定:,2a之a(chǎn)n二:擴(kuò)N尸S萬(wàn)=月及[Kt(一月)+b](2).式中1

6、案供CFD分析及模型試1.2反力—比。下面。,驗(yàn)改進(jìn)簡(jiǎn)要討論最重要的設(shè)計(jì)參數(shù)除此轉(zhuǎn)速外對(duì)葉片負(fù)載及空化特性而.11’,。速度數(shù)口對(duì)空化的影響言反力比也是非常重要的參數(shù)反力比是:速度數(shù)以最優(yōu)效率點(diǎn)的參數(shù)定義對(duì)水流通過(guò)轉(zhuǎn)輪后水壓力降低值的一種度。,,·‘?！?/‘。~份了亙/(29萬(wàn))量對(duì)給定的速度數(shù)通過(guò)改變?nèi)~片形狀,,;n(凈水頭)口的空式中H水頭H一H對(duì)最可使反力比增加并因此可使葉片進(jìn)—“*”。。反力:優(yōu)效率點(diǎn)參數(shù)加注號(hào)化問(wèn)題得到解決比定義為轉(zhuǎn)輪進(jìn)出:uZ速度數(shù)和比轉(zhuǎn)速的關(guān)系為口壓力降除以C一。時(shí)最優(yōu)效率點(diǎn)的全部。n,’·k‘/2

7、“/‘·兀=口(29)30/有效凈水頭引入無(wú)量綱壓力因子石一。,:ns;h/H則反力比為式中比轉(zhuǎn)速k—=Qn/‘Q,Q。為正常流量(m3/s)。hl一hZ(3)。由于速度數(shù)’月為無(wú)量綱參數(shù),故本文H,將用來(lái)代替比轉(zhuǎn)速。如果忽略摩擦損失通過(guò)合并歐拉水輪,ota口圓機(jī)方程絕對(duì)能量方程(E)和Rhlpy相對(duì)速度數(shù)也可用轉(zhuǎn)輪葉片出周速度和,:出口:滯流能量主程(I)得到下式角的函數(shù)表示。、uIu,uZ“2·gH夕=C一C。一/2tan二2份萬(wàn)及l(fā)了(一刀)(1)l,:2=(E一I)一(E一1)(4),式中訊無(wú)量綱葉片出口速度—由于沿轉(zhuǎn)輪流

8、線的相對(duì)滯流能量恒定不2、/;、一八,,12,:籠互變?nèi)绻雎阅Σ翐p失可得到1一1則二22n、u1u;uZuZ,Z(一月)或月水流方向的葉片出gH夕=C一C=(E一E)=,—:,c:c[l角(圖1)從(1)得到[gh+{/2〕一[gh+;/2〕(5