石家莊風(fēng)機廠水力風(fēng)機

作者：石家莊風(fēng)機　　　　　日期：2014-11-7　　　　　瀏覽：1460　　　　　

1.水輪機效率較低,最髙值在50%左右,希望可以通過改進或者重新設(shè)計水渦輪的葉片型線,使水輪機的效率有較大的提髙;

2.從數(shù)值計算結(jié)果中發(fā)現(xiàn),當(dāng)水輪機進口水壓較髙時,葉片進水邊有小范圍的低壓區(qū),該低壓已低于汽化壓力。本文計算模型未考慮空穴模型,此后可以增加空穴模型來討本文以某型水力石家莊風(fēng)機廠風(fēng)機為研究對象結(jié)合數(shù)值模擬方法來進行性能研究和設(shè)計方法的探討,通過研究可以得到以下結(jié)論:

1.鑒于水力石家莊風(fēng)機廠風(fēng)機性能由水輪機和石家莊風(fēng)機廠風(fēng)機匹配關(guān)系決定,本文提出了一種水力石家莊風(fēng)機廠風(fēng)機多流場弱耦合計算方法,通過Fluent的UDF接口編程控制水力石家莊風(fēng)機廠風(fēng)機水流場和空氣流場的計算同步進行,并在每一個時間步長計算結(jié)束后,通過數(shù)據(jù)文件的讀寫交換兩個流場之間的關(guān)數(shù)據(jù),直至兩個流場達到完全匹配的穩(wěn)定狀態(tài)。該方法不但可以完成水力石家莊風(fēng)機廠風(fēng)機整性能預(yù)測,而且可以很方便的描述不同流場之間的相互關(guān)系,為水力石家莊風(fēng)機廠風(fēng)機的瞬態(tài)計算和其他多流場之間的耦合計算提供了思路。

2.與常規(guī)的水渦輪葉片型線相比,本文研究的水輪機的水渦輪葉片型線兩端加厚、中間減薄。經(jīng)過對兩種水渦輪流場的計算和研究發(fā)現(xiàn):前者的水輪機的效率和出力都較高,后者的水輪機的效率和出力有小幅度降低。從流場的角度分析造成該結(jié)果的原因為:前者葉片進水邊形成繞流,無撞擊損失,葉片吸力面中段由于曲率大造成脫流進而形成明顯的局部低壓;后者的葉片進水端面存在撞擊損失,且結(jié)構(gòu)突變導(dǎo)致吸力面進水一側(cè)形成局部低壓,但是中間部分的減薄使得該區(qū)低壓現(xiàn)象不明顯。總體來說,兩者對水輪機的性能影響不大,所以基于加工方便的原因,選用后者葉型作為后續(xù)設(shè)計的基礎(chǔ);

3.葉片數(shù)量對原型水輪機的性能影響不大,原型水輪機的葉片數(shù)量可以在較大的范圍內(nèi)選擇;通過流場分析發(fā)現(xiàn)對于葉片數(shù)量相差18個的兩個水渦輪,葉片數(shù)量少的單個葉片的壓力明顯高于葉片數(shù)量多的單個葉片的壓力,但是葉輪扭矩與單個葉片的壓力和葉片數(shù)均成正比,所以水渦輪的扭矩卻基本相同;葉片數(shù)量過多時,葉片上的靜壓下降嚴(yán)重,水渦輪扭矩減少幅度大于流量減少幅度以致效率大幅下降;

4.單純的增加水渦輪葉片高度,葉片過流能力并無明顯變化,由于葉片頂端不受噴嘴射流沖擊導(dǎo)致水輪機的性能反而變差;與其他改變不同葉片高度得到的水輪機模型相比,原模型水輪機的功率和效率處于較高水平,設(shè)計的葉片高度值合理;

5.噴嘴數(shù)量的增加可以明顯增大水輪機的過流能力進而可以顯著增加水輪機的功率,論水輪機的空化特性;

3.通常消防水中含有一定比例的氣泡,如果探討介質(zhì)形態(tài)對水輪機性能的影響時,需要在計算模型中引入多相流模型;

4.水輪機進口水壓在運行過程中存在波動,屬于瞬態(tài)過程。本文研究的水力石家莊風(fēng)機廠風(fēng)機多流場弱耦合方法為水力鳳機的瞬態(tài)水力特性的研究提供了可能性。