水泵水輪機泵工況導(dǎo)葉動態(tài)數(shù)值模擬分析.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，人們對于電力需求的不斷增大，為了能夠更加高效合理的利用清潔能源，兼具發(fā)電和蓄能作用的水泵水輪機起到了十分重要的作用，其在變換工況過程中出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象，將嚴(yán)重影響機組的穩(wěn)定性。本課題以模型水泵水輪機為研究對象，采用CFD技術(shù)針對泵工況導(dǎo)葉開啟過程進行瞬態(tài)數(shù)值模擬研究，從流道內(nèi)部產(chǎn)生壓力脈動入手，對泵工況進行導(dǎo)葉固定開度和導(dǎo)葉運動的瞬態(tài)數(shù)值模擬，分析整機內(nèi)部壓力、流線和旋渦的分布與壓力脈動可能存在的聯(lián)系。具體研究內(nèi)容如下：

2、
　?。?）根據(jù)模型試驗活動導(dǎo)葉的開度值，選取13mm、19mm和25mm三個導(dǎo)葉開度進行非定常數(shù)值計算，分析隨著導(dǎo)葉開度的改變流道內(nèi)部流體流態(tài)和旋渦結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，隨后結(jié)合機體內(nèi)部流態(tài)，通過FFT方法分析不同開度下的壓力脈動成分及特性。
　?。?）采用動網(wǎng)格方法，對活動導(dǎo)葉從9mm開度運動到26mm開度，進行了非定常數(shù)值模擬，得到導(dǎo)葉運動過程的流場，通過與導(dǎo)葉固定開度三個工況的對比，分析由導(dǎo)葉運動產(chǎn)生的內(nèi)部壓力，流線和旋渦

3、結(jié)構(gòu)的差異，隨后結(jié)合流場的分析，通過FFT和STFT方法研究導(dǎo)葉運動對壓力脈動特性的影響。
　　（3）對導(dǎo)葉不同運動規(guī)律的流場進行數(shù)值模擬，在三種不同的角速度下，分析活動導(dǎo)葉運動速度的變化對內(nèi)部流場和壓力脈動特性的影響；分段運動和勻加速運動與勻速運動，分析導(dǎo)葉不同運動方式內(nèi)部流場流態(tài)和壓力脈動的差異；通過對不同位置壓力脈動幅值的分析，研究泵工況中壓力脈動的傳播特性。
　　研究結(jié)果表明，導(dǎo)葉在小開度位置內(nèi)部流動復(fù)雜，具有明顯的