国家科技支撑计划(2011BAF03B01)
- 作品数：11 被引量：107H指数：6
- 相关作者：董志强李仁年刘殿兴李琪飞敏政更多>>
- 相关机构：兰州理工大学哈尔滨大电机研究所哈尔滨工业大学更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划甘肃省自然科学基金黑龙江省杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程动力工程及工程热物理水利工程农业科学更多>>
- 泥沙浓度及粒径对水轮机转轮内部流动影响的数值分析被引量：18
- 2014年
- 为了掌握泥沙介质在水轮机转轮中的分布规律以及对转轮压力场的影响,该文应用固液两流体多相流动模型,充分考虑了固液两相间的相互作用,通过求解雷诺时均N-S方程和重正化群k-ε湍流方程,对不同泥沙介质条件下水轮机转轮通道中的流动进行数值研究。研究结果表明,含沙水会导致水轮机转轮叶片表面压力载荷增大,固液两相间速度差异是导致叶片表面泥沙体积浓度分布的变化的主要原因。小粒径泥沙在叶片表面分布均匀且体积浓度低,大粒径泥沙会集中分布在叶片的前缘及出水边等区域。该研究可为多泥沙电站水轮机转轮抗泥沙设计提供参考。
- 张广魏显著
- 关键词：水轮机泥沙磨损固液两相流
- 水泵水轮机“S”形区全流道数值模拟被引量：30
- 2013年
- 为了解决水泵水轮机"S"形区所导致的水泵水轮机在水轮机工况并网困难问题,研究了水泵水轮机"S"特性工作区域的内部流动情况,选取国内某抽水蓄能电站模型水泵水轮机水力模型作为研究对象,进行几何建模,并借助计算流体动力学软件CFX进行全流道数值模拟.模拟采用了区别于传统RANS模型更为精细的分离涡模型进行计算,得到了水泵水轮机内部的流动状态以及外特性参数,并同模型试验值、理论分析结果进行对比验证.结果表明:分离涡模型的计算结果可以达到很好的精度,转轮流道内的流场与理论分析结果相吻合,外特性与试验值相吻合,仿真计算误差小于3%;随着流量不断减小,转轮进口流动分离现象逐渐增大,最终发展成旋涡对流道造成堵塞,堵塞还将引发转轮与双列叶栅之间的相互作用,导致整个流道流动不稳定性的产生.
- 李仁年刘殿兴董志强魏显著
- 关键词：水泵水轮机数值模拟流动特性
- 混流式水泵水轮机密封间隙流动分析被引量：9
- 2016年
- 基于N-S方程和RNGk-ε湍流模型,利用CFD软件CFX对含减压管和转轮上冠密封间隙的某水电站原型水泵水轮机进行三维定常全流道数值模拟.分别对上冠密封间隙值为1.5、3.0、4.5 mm时,出力为60%、70%、80%、90%、100%额定出力工况下的原型水轮机进行全流道数值计算,探讨不同转轮上冠密封间隙值对混流式水泵水轮机转轮上冠密封间隙腔、顶盖与上冠间的压力腔流场的影响;分析上冠密封间隙值的大小对机组稳定性的影响.结果表明:在出力相同的工况下,顶盖下压力腔中平均压力随上冠密封间隙值增大而增大;在不同出力工况下,压力腔中平均压力随间隙值变化的程度不同,随着出力的增加变化的程度会增大,而轴向力也会随着密封间隙的增大发生变化.
- 李琪飞张毅鹏敏政李正贵邓育轩董志强
- 关键词：水泵水轮机数值模拟
- 异常低水头对水泵水轮机压力脉动的影响被引量：9
- 2016年
- 为研究水泵水轮机在异常低水头时的压力脉动特性,采用Realizable k-ε湍流模型对水泵水轮机运行于低水头的4个工况点进行了非定常数值计算,得到了蜗壳进口、导叶后转轮前、尾水管的锥管上游和肘管内侧4个监测点的压力信号,并与试验结果进行对比.重点考察了导叶开度37 mm、单位流量0.865 m3/s工况点的压力脉动时域和频域特征.研究结果表明:在异常低水头下,Realizable k-ε湍流模型能够精确地模拟大开度时水泵水轮机的压力脉动;蜗壳入口的压力脉动比较紊乱,在机组刚开启阶段脉动值较大,蜗壳进口压力脉动主频为转频19.78 Hz,说明在此工况下水泵水轮机蜗壳进口的压力脉动受到下游转轮转动的影响;导叶与转轮之间无叶区的压力脉动受到转轮与活动导叶之间的动静干涉作用,呈周期性变化且其主频为叶片通过频率;由于尾水管内部流动及涡带的作用,尾水管内的压力脉动为低频脉动,其主频约为0.35倍转频.
- 李琪飞谭海燕李仁年蒋雷吕文娟
- 关键词：水泵水轮机导叶开度压力脉动数值模拟
- 导叶双列叶栅CFD数值计算及结果分析方法研究被引量：5
- 2013年
- 双列叶栅对水轮机和水泵水轮机水力性能有着重要影响。本文从工程应用的角度,对导叶双列叶栅的CFD计算方法和结果分析进行了研究,论述了CFD数值结果的分析内容及方法,明确了导叶双列叶栅水力优化的主要参数目标,和对设计结果评判的主要依据。并结合仙居项目水泵水轮机研发工程实例,说明本文所述的方法在导叶双列叶栅水力优化设计中的实用性和对水力性能评判的准确性。
- 陈元林覃大清
- 关键词：CFD计算
- NI PXIe嵌入式电液伺服同步系统设计被引量：1
- 2014年
- 为了合理选择控制方法和测控系统以提高电液伺服同步系统同步精度,基于同步系统多回路特性,针对控制方法改进提出了在各回路中添加控制器进行信号预处理;采用基于NI PXIe嵌入式平台的测控系统,结合PXIe-8133嵌入式实时控制器与PXIe-4300同步采集卡,在高速采集的同时提高液压系统的同步特性;PC端采用LabVIEW编写试验台的测控程序,实现系统的精确控制与数据的实时采集及后处理,并对两缸同步电液伺服系统进行初步试验研究,实现了液压系统数据的同步采集和实时控制.结果发现,两缸同步的系统误差由0.40 mm减小至0.15mm,取得了良好的控制效果,达到了设计要求.设计体现了嵌入式测控平台兼具高速性与可靠性的优势,在同步系统控制中具有优越性,可以有效提高圆筒阀与调速器控制系统的同步精度.
- 王洪杰贺枭林李德友赵俊龙李正
- 关键词：电液伺服嵌入式LABVIEW
- 水泵水轮机转轮区域脉动特性分析被引量：6
- 2015年
- 为了揭示水泵水轮机转轮区域压力脉动特性,选取模型水泵水轮机为对象.基于Realizable k-ε湍流模型,对模型水泵水轮机不同运行工况进行三维非定常数值计算,研究水泵水轮机在不同水头下带部分负荷时转轮区域的脉动特性.研究结果表明:30%负荷情况下,随着水头的增加,转轮区压力脉动逐渐剧烈;在1个周期内,转轮上冠的压力脉动在时域特性上呈现周期性变化,而转轮出口轴线和与尾水管交界面处压力脉动在时域上相对紊乱;转轮上冠处压力脉动从进口边到出口边逐渐增大,其主频都为叶频,转轮出口边轴线上压力脉动都属于低频脉动,沿着负Z轴方向压力脉动幅值逐渐减小,转轮与尾水管交界面上压力脉动主频随着水头的增加逐渐减小,幅值的变化规律却相反.
- 李仁年谭海燕李琪飞聂国奎刘超
- 关键词：水泵水轮机转轮水头压力脉动
- 混流式水泵水轮机泄漏量的计算及分析被引量：12
- 2014年
- 为了确定混流式水泵水轮机泄漏量的大小,分别采用基于经验参数的理论公式法和基于N-S方程、RNG k-ε湍流模型、结构化网格技术的CFD数值模拟法,对某大型可逆式水泵水轮机分别在60%,70%,80%,90%的导叶开度下进行了泄漏量计算,并对2种方法的计算结果进行了对比分析.结果表明:理论公式法涉及经验参数的选取,对计算经验的依赖程度较大,具有一定的盲目性和不准确性,同时在对机组水轮机工况下的泄漏量进行计算时,由于各个工况点的水头相等,导致计算出的不同工况下机组泄漏量曲线是一条平行直线,并没有反映出泄漏量随工况变化的真实规律;将CFD数值模拟法计算的性能曲线与试验性能曲线进行比较,结果显示吻合度较高,验证了CFD数值模拟法的正确性及对间隙泄漏问题计算的可行性,可以较为准确地描述间隙泄漏问题,克服了理论公式法在计算时出现的弊端.
- 敏政梁昌平董志强刘殿兴覃大清魏显著
- 关键词：水泵水轮机泄漏量结构网格
- 水轮机真机转轮动应力试验分析被引量：5
- 2015年
- 在一台容量为600 MW的大型水轮发电机组上开展运行稳定性及转轮叶片动应力试验研究.通过固定在发电机大轴顶端的无线动应力测试仪,实时采集机组运行过程中叶片上30个不同位置的应变数据,离线分析在导叶不同开度工况下的水轮机转轮动应力变化规律和频率特征;在动应力试验进行的同时,采用另一套基于NI硬件平台的测试仪对机组的运行稳定性指标进行实时分析,将稳定性试验结果与动应力测量结果进行比较并做相关分析,发现机组在导叶小开度工况约30%设计流量时,叶片动应力达到比涡带区更高的峰值,此时蜗壳压力钢管部位以及尾水部位的压力脉动波形在频域上与动应力的频谱有一定的相似性,在动应力和压力脉动的频谱上都可以看到较为明显的导叶通过频率和谐波以及分布在20~50 Hz区间的丰富频率成分.
- 陈学力何永明王军汪泉
- 关键词：水轮机转轮动应力真机试验
- 迷宫密封三维网格划分方法及数值计算被引量：3
- 2014年
- 为了解决迷宫密封三维网格划分难点,本文应用ICEM网格划分软件,以某抽水蓄能电站原型机的迷宫密封为例,分别采用整体关联法和2D转3D法对机组迷宫密封进行三维结构化网格划分,分析2种网格划分方法的各自特点,指出2D转3D法更加简单、快捷.对含迷宫密封的整机全流道进行数值模拟,计算了60%、70%、80%、90%导叶开度下机组的外特性,并与试验数据进行比较,结果的吻合度较高,说明此种方法能够更为精准地预测机组性能,可以比较准确地描述迷宫密封间隙流动,也验证了迷宫密封三维网格划分的准确性.
- 敏政梁昌平董志强刘殿兴覃大清魏显著
- 关键词：网格划分数值模拟
