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[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
辛喆 张兰金 常近时
在现有水轮机引水元件(包括导叶)内部流场数值计算方法和设计理论的基础上,基于Navier -Stokes方程和标准的k- ε紊流模型,采用贴体坐标和交错网格系统,用SIMPLEC算法对一模型机的蜗壳、座环和导叶进行了联合计算。计算结果表明:混流式水轮机导叶叶间流道中的水流运动沿周向呈周期性变化,叶道中间水流速度较大,越靠近叶片速度越小;随着导叶开度的增大,水流切向速度减小,径向速度增大,导叶出口的水流角增大;导叶出口水流速度及环量分布不均匀,与工况变化有关,进行转轮及全流道三维湍流计算时应考虑这一因素;叶型表面水流速度和压力分布随导叶开度变化的规律比较复杂。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
周凌九 王正伟
X型叶片作为国外先进水轮机设备的关键部件 ,对其结构和水力特性的研究是很有必要的。在反复设计和计算的基础上 ,摸索和总结出一些 X型叶片的结构特点和水力特性。分析表明 ,X型叶片的主要结构特点为 :叶片进口均有“负倾角”,靠近上冠处翼形为负曲率。同时 ,为适应能量转换和出口条件的要求 ,叶片出水边不在轴面上 ,而成一空间曲线。由于 X型叶片的以上特点 ,使叶片间流道内液体的流动趋于顺畅均匀 ,消除了常规叶片正面常见的“横流”现象 ,减轻了叶片近下环处的负荷集中 ,在提高水轮机的运行效率、增加过流量和改善转轮空化性能 ,及转轮受力状况等方面都有较大潜力
关键词：
混流式水轮机 X型叶片 水力性能
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
崔学明 李连超 王海松 常近时
3D欧拉法和层流解法都具有控制方程个数少 ,计算简单、省时的特点 ,均能够快速地在最优工况点附近得到合理的数值解 ,可以用于转轮叶片的初步的水力计算和其他湍流模型计算结果的校核。分别应用这 2种算法对一混流式水轮机转轮内部流体的三维流动进行了数值模拟 ,方程离散采用有限体积法 ,插值采用二阶迎风格式 ,压力 速度耦合采用SIMPLEC算法 ,计算了 3个典型工况 (最优工况、大流量工况和小流量工况 ) ,得到了转轮内部合理的速度分布和压力分布。最优工况点的效率计算值比试验值高 3 0 9个百分点 ,计算所需时间比标准k ε湍流模型少 30 %～ 4 0 %。
关键词：
转轮 3D欧拉法 层流 数值模拟
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
常近时 任静
为了提高三峡水电站水轮机的空化性能，提出了水轮机转轮三维空化流场的分析理论与方法。通过数值模拟首次实现了混流式水轮机转轮内王维空化流场和叶片上三维空穴区域的预测。将流面S1保角变换成圆柱或环列翼栅，用非线性贴体面元奇点法解映射二维平面上翼栅的空化流动。采用流线曲率法计算有厚叶片又流面的流动。对流面S1与S2空化流解进行这代计算，以最终确定转轮中三维空化流场。计算结果表明它适用于任何一种型式的反击式水轮机转轮中的三维空化流场分析。给出了三峡水电站水轮机转轮空化流场预测的结果。
关键词：
三峡 水轮机 空化流动 解析
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
常近时
根据叶片式水力机械的广义基本方程式和贯流式水轮机导叶布置的几何特征，建立了一组基本力特性的解析表达式。该方程组适用于贯流式水轮机装置的稳定工作过程和过渡过程状态的分析与计算。用该方程组计算一些贯流式水轮机装置的过渡过程，结果表明它是正确和适用的。
关键词：
贯流式水轮机 力特性 解析
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
彭敬 张健 崔学铭 寿梅华 常近时
石板水电站原设计安装 3台总功率 3× 33MW的水轮机组 ,但实际上安装了总功率为 3× 35 MW+1× 10 MW的 4台水轮机组 ,因此实际的装置流量增大 ,过渡过程暂态参数变坏。考虑这种情况 ,分别在功率为 35 MW和 10 MW的 2台水轮机上做了甩负荷过渡过程现场试验 ,获取了重要的暂态特性。为改善机组过渡过程动态品质 ,电厂应采用分段母线运行方式 ,以避免全电厂甩负荷 ,并且要对调速器进行改造 ,实现 2段关闭。通过计算机模拟得到调节参数优化结果 :对于小机 Ts1=3s,Ts2 =2 .8s,Tg=2 .3s;对于大机 Ts1=4 s,Ts2 =3.5 s,Tg=3.1s
关键词：
水电站 水轮机 过渡过程 暂态特性
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
李火坤 万子豪 黄伟 曾敏 方静 谢杰
水电站的导叶关闭规律影响水力瞬变过程,应具有良好的鲁棒性能。本文运用罚函数和权函数从蜗壳水压最大上升率、尾水管最大真空度、机组转速最大上升率等3个方面对水轮机大波动过渡过程评价指标进行分析,构建了导叶关闭规律鲁棒性的综合评价方法。采用正交试验法,评估了中高水头水电站不同拐点时间、拐点开度和导叶有效关闭时间对这3个调节保证参数的影响。结果表明:导叶有效关闭时间对调节保证参数的影响相对较小,而拐点开度和拐点时间显著影响水锤压强和机组转速之间的平衡。导叶关闭规律的综合评价结果不仅可使各调保参数具有足够的安全裕度,而且具备良好的鲁棒性,可为中高水头水电站导叶关闭规律的合理选择提供参考。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陈功贵 谭晓霞 郭艳艳 刘耀
针对水轮机调节系统的非线性特性和"水锤"效应,结合人工蜂群算法(ABC)搜索过程精细、全局收敛性较强的特点,提出一种改进模糊人工蜂群算法(MFABC),将其应用于不同扰动工况下的水轮机调节系统中,并利用Matlab强大的仿真能力完成水轮机调节系统参数的优化。通过仿真实验,验证了所提出的MFABC算法较Ziegler Nichols算法、模糊PID算法、粒子群算法和标准ABC算法在全局搜索能力和收敛速度方面的有效性和优越性,保证该方案下系统能获得更好的动态性能。该仿真实验既可加深学生对水轮机调速器参数优化问题的认识与理解,也有利于提高学生的实验仿真能力。
关键词：
水轮机调节系统 ABC算法 动态性能
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
刘延泽 常近时
针对工程实际中具有双调节元件的水轮机装置缺少全特性曲线时无法进行过渡过程计算的问题,采用基于内特性解析理论的数值计算方法对灯泡贯流式水轮机装置甩负荷过渡过程进行研究和计算;采用自行开发的计算软件对广东省封开县白垢水电站灯泡贯流式水轮机装置进行甩负荷过渡过程理论计算。结果表明:计算得到的最大转速相对额定转速上升了71.6%,实测最大转速上升率为67.4%,计算值与实测值的相对误差为6.2%;计算得到的最大压力相对初始压力上升了27.5%,实测最大压力上升率为28.75%,计算值与实测值的相对误差为4.3%。转速和压力上升率的相对误差均小于10%,满足工程需要。基于内特性解析理论的数值计算方法可供...
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
魏文礼 张沛 刘玉玲
研究沉淀池的水力特性,为提高污水处理效率提供理论支持。采用两相流混合模型对平流式二次沉淀池水力特性进行三维数值模拟。选取Realizableκ-ε湍流模型封闭两相流时均方程,控制方程的离散使用了有限体积法;速度与压力耦合求解时使用了压力隐式算子分裂PISO(pressure-implicit with splitting of operators)算法,模拟自由水面采用VOF(volume of fluid)法。通过模拟获得速度、紊动动能等在空间上的分布规律。将模拟结果与实测资料进行对比验证,结果表明:两者吻合较好,说明该模型能够较好地模拟沉淀池中水力特性的分布规律,可为沉淀池的体型设计提供一...
关键词：
平流式沉淀池 数值模拟 湍流
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
孙启轩 谭磊
雅鲁藏布江下游蕴藏着丰富的水电资源,具有高水头、大容量等特点,冲击式水轮机是优选机型。转轮是冲击式水轮机的核心过流部件和做功部件,水斗形状对转轮性能至关重要。该文将水斗三维几何形状的构造线划分为轮廓线、过流剖面线和引导线3类,给定若干特征参数,提出了一种可控参数的冲击式水轮机水斗三维设计方法。选择水斗深度、宽度增量、出水边角度、分水刃角度和缺口圆直径等参数对冲击式水轮机水斗开展正交优化。由极差分析可知,宽度增量对转轮效率的影响最大,对出水边角度、缺口圆直径和水斗深度的影响较小,对分水刃角度的影响最小。优化后,冲击式水轮机的水力效率增加了6.71%。相比于原型水斗,优化水斗的总扭矩更大,在扭矩减少至0的过程中平缓过渡,有利于提高机组的水力效率和运行稳定性。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
徐武雄
九点控制器是一种新型的智能控制器,它不依赖于控制对象的数学模型,而是根据控制行为来调整控制器的输出。从相平面的角度对其控制策略进行了研究,为寻求这种控制器的控制规律。以该控制策略为基础,设计了基于九点控制器的水轮机调节系统。在MATALB环境下,通过仿真的方法,对该系统进行了分析。结果表明:九点控制器具有响应速度快、超调量小和精度高等特点,可有效地改善水轮机调节系统的动态和静态性能。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
朱艳萍 时晓燕 周凌九
为解决目前水轮机过渡过程计算中确定水轮机边界条件时通常使用的外特性法和内特性法的不足之处,结合这2种方法的优点,提出一种在水轮机过渡过程计算中处理水轮机边界条件的方法,即根据综合特性曲线的数据,利用统计分析方法和水轮机基本理论公式,计算水轮机基于内特性解析方程的基本参数,如出流角α、转轮出口安放角β、转轮出口相对宽度b2、导叶相对高度b0、转轮出口相对半径r2,在特性曲线上的规律。将求得的结果用于我国某电站机组甩负荷过渡过程的计算,得出了变量随时间的变化规律,计算结果与实际情况相符合。这种外特性法和内特性法相结合的方法,弥补了单独采用内特性法或外特性法计算特性曲线存在的问题,而且对小开度区特性...
关键词：
特性曲线 统计分析 水轮机 比转速
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李立君 李振华 徐学林
以商业软件FLUENT为平台,采用考虑转子发动机旋转修正的k-ε湍流模型,编制并加入自定义UDF程序.通过对FLUENT软件进行二次开发,实现转子发动机工作区域网格的动态更新.考虑转子与缸体间漏气,对冷拖动工况下转子发动机内部三维湍流流动进行了数值模拟.计算结果揭示了转子发动机内部流场的分布特征和规律,为转子发动机的性能预测及优化设计提供了技术依据.
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
曾海洋 陶栋材 李明 刘仲华 黄南 李麟
为改进和优化茶园风力除虫机通风管道的结构,结合流体力学雷诺时均N-S方程、Simple流场求解算法、к-ε湍流模型,利用Fluent软件对茶园风力除虫机通风管道进行了数值模拟计算,得到了风量为16 m3/min的中亚风机在空载状态下通风管道内部流场的特征。通过数值模拟计算分析,两进风口由相距400 mm缩短至280 mm时,出风口风速分布较均匀。
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