中比轉(zhuǎn)數(shù)混流式水輪機(jī)尾水管壓力脈動(dòng)特性研究.pdf

1、隨著水力資源開發(fā)及混流式水輪機(jī)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的逐步提高，混流式水輪機(jī)逐漸向著中比轉(zhuǎn)數(shù)、大功率方向發(fā)展，對機(jī)組的穩(wěn)定、安全運(yùn)行有著重要影響的壓力脈動(dòng)問題已經(jīng)得到廣大學(xué)者的重視。本文針對尾水管渦帶產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)問題，采用瞬態(tài)全流道數(shù)值模擬方法對壓力脈動(dòng)在尾水管處的規(guī)律進(jìn)行分析，并采用部分流道的模擬得出壓力脈動(dòng)的成分和來源。
　　為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本文對中比轉(zhuǎn)數(shù)模型水輪機(jī)4個(gè)導(dǎo)葉開度工況的內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過定常數(shù)值模擬研究水力

2、特性情況，驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算的準(zhǔn)確性和流場各參數(shù)的分布情況，通過非定常數(shù)值模擬得到水輪機(jī)壓力脈動(dòng)隨時(shí)間的變化，分析混流式水輪機(jī)的壓力脈動(dòng)在各區(qū)域的頻率分布，研究各主要脈動(dòng)頻率成分原因。具體的研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　首先，采用定常方法對小開度、最優(yōu)開度、和兩個(gè)大開度等4個(gè)工況下水輪機(jī)內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究各工況流動(dòng)情況，分析流動(dòng)狀態(tài)產(chǎn)生的不穩(wěn)定原因，研究各個(gè)工況主要外特性和流場中的流動(dòng)變化規(guī)律，得到各工況的水力效率等關(guān)鍵信息

3、。
　　其次，對各開度工況進(jìn)行瞬態(tài)的全流道數(shù)值模擬研究，獲得了流道內(nèi)各部件所布測點(diǎn)的壓力脈動(dòng)數(shù)據(jù)。為了更好的分析壓力脈動(dòng)能量分布，采用快速傅里葉變換(FFT)方法對得到的壓力脈動(dòng)進(jìn)行處理，將脈動(dòng)的時(shí)域信息轉(zhuǎn)化到頻域上。研究各測點(diǎn)在頻域上的共有特性，分析尾水管主要頻率壓力脈動(dòng)的是由尾水渦帶的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。
　　再次，在研究部分流道壓力脈動(dòng)時(shí)，對各開度的工況的無蝸殼流道和無固定導(dǎo)葉流道進(jìn)行數(shù)值模擬研究，獲得各測點(diǎn)的壓力脈動(dòng)值，