發(fā)布時間：2020-11-17 03:23

　　 隨著全世界電力使用量的不斷增長,電力產業(yè)面臨高速拓展的機遇。水力發(fā)電因其具有資源清潔、豐富、可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)點而被廣發(fā)應用,沖擊式水輪機是利用高水頭資源的主要設備。為了提高沖擊式水輪機的出力,新設計的沖擊式水輪機普遍采用多噴嘴,多噴嘴意味著流動更為復雜,分析更加困難,六噴嘴沖擊式水輪機是目前應用較多的多噴嘴式沖擊式水輪機,對其全通道損失分析的研究較少,鑒于此本文分析六噴嘴沖擊式水輪機內部的流動過程,找出運行中的流動損失及原因,為優(yōu)化改進多噴嘴沖擊式水輪機的出力和效率提供依據,具體研究內容如下:1、探究沖擊式水輪機給水機構損失原理,分析開度和水頭變化對給水機構損失的影響以及給水機構內部的壓力和速度變化,找出給水機構內部損失及原因;2、分析給水機構內部的流動狀態(tài)對自由射流的影響機理,并對自由射流的形狀和內部能量變化做出詳細分析;3、利用VOF模型準確捕捉氣液交界面的特點,通過力矩曲線、自由射流流動狀態(tài)圖和渦量分布等共同分析自由射流沖擊轉輪的流動過程,得出水斗力矩變化規(guī)律,4、分析轉輪內部工作過程找出工作過程中的影響出力和效率的不良流動現象,分析開度和水頭變化對轉輪內不良流動的影響,得出轉輪內出現不良流動現象的原因結果表明:六噴嘴沖擊式水輪機給水機構的能量損失主要集中在噴嘴部分,噴嘴部分的能量損失受開度影響較大,而與水頭的關系較弱,分叉管處的損失相對較小,且六個分叉管間的損失存在差異;流體流經分叉管時在靠近來流方向(分叉管內側)產生漩渦,導致分叉管內側壓力低于外側壓力,內測速度也低于外側速度;漩渦繼續(xù)向下游發(fā)展,使自由射流的形狀發(fā)生改變;21個水斗具有相同的出力特性,相互之間僅存在相位差,同一時刻共有7種不同狀態(tài)的水斗,自由射流沖擊轉輪內的過程主要有三種不良流動現象,開度和水頭的變化會影響三種不良流動。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TV734.1
【部分圖文】：

六噴嘴沖擊式水輪機的具體參數如表 3-1 所示；表 3-1 模型參數參數 符號 參數值水斗數 Z 21噴嘴數 n 6噴嘴直徑/mm d 41.19水斗寬度/mm B 128.53轉輪基圓直徑/mm D 497.58利用已有的六噴嘴沖擊式水輪機各個部件結構參數，通過 UG 完成對配水環(huán)管和噴嘴的建模。本章是計算六噴嘴沖擊式水輪機給水機構的流動狀態(tài)，并要對射流進行分析，因此在構建模型時需要在完成配水環(huán)管和噴嘴的模型后，在噴嘴出口加入了一個圓柱形空氣域，該空氣域的半徑為 3（d）長度為 6.3d；具體模型如圖 3-1 所示。

lSd 行程(mm)；直徑(mm)。擬前，首先要進行網格的劃分，網格是數點連接方式的不同可分為結構化和非結構布是有規(guī)則的，連接方式是固定的，結構但對于結構十分復雜的部件，構建結構化，非結構化網格的節(jié)點則是隨機的、沒有困難；六噴嘴沖擊式水輪機給水機構的結式水輪機給水機構進行了結構化網格劃分，對分岔口、自由射流部分進行了網格局的數量為 413 萬，計算網格如圖 3-2 所示。

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文叉管和噴嘴處產生水頭損失，其中給水機構的水頭損失主要集中在噴嘴部分，每個開度六個噴嘴間的水頭損失都有細微差別，相對于噴嘴，配水環(huán)管分叉管部分的損失相對較小，但是六個分叉管的損失變化較大，六個分叉管部分損失的差別會影響噴嘴內的流動情況，使得六個相同噴嘴的損失出現細微差別。
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 曹永;宋文武;黃謙;;沖擊式水輪機噴嘴內部固液兩相流研究[J];科技創(chuàng)新導報;2014年28期

2 曹永;宋文武;符杰;宿惟;;泥沙顆粒在沖擊式水輪機斗葉內壁面的沖蝕磨損研究[J];水力發(fā)電;2014年07期

3 游秋森;賴旭;李婷婷;鐘全勝;梁斌;;沖擊式水輪機最大水錘壓力控制工況研究[J];水力發(fā)電學報;2013年06期

4 符杰;宋文武;王輝艷;;沖擊式水輪機斗葉根部型線優(yōu)化設計[J];農業(yè)機械學報;2012年09期

5 鄭發(fā)平;宋文武;馮凌寒;程飛;;基于CFX的噴嘴噴針流道的水力優(yōu)化[J];大電機技術;2011年04期

6 楊國來;周文會;劉肥;;基于FLUENT的高壓水射流噴嘴的流場仿真[J];蘭州理工大學學報;2008年02期

7 韓鳳琴;肖業(yè)祥;久保田喬;;旋轉水斗內的非定常射流干涉[J];華南理工大學學報(自然科學版);2007年06期

8 周文桐;周曉泉;;論水斗式水輪機轉輪水斗的破壞[J];大電機技術;2006年06期

9 韓鳳琴;鄭愛玲;肖業(yè)祥;久保田喬;;相對軌跡在沖擊式水輪機非定常流研究中的應用[J];水電能源科學;2006年02期

10 曾明君;西部水利開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展[J];廣西社會科學;2005年11期

相關博士學位論文 前2條

1 劉文彬;沖擊式水輪機水擊壓力及多閘門井水位波動解析研究[D];武漢大學;2014年

2 龍軍;基于傳感器數據融合的小通道氣液兩相流參數測量新方法研究[D];浙江大學;2013年

相關碩士學位論文 前1條

1 宋悅;用于氣液兩相流參數測量的新型非接觸式電阻抗傳感器[D];浙江大學;2017年

本文編號：2887034