水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)分析方法研究.pdf

1、我國(guó)的水能資源豐富，不論是從水能蘊(yùn)藏量，還是從可開發(fā)的水能資源來看，我國(guó)在世界各國(guó)中均居第一位。水電是我國(guó)電能結(jié)構(gòu)中比較重要的組成部分，水電生產(chǎn)過程具有開停機(jī)方便、運(yùn)行可靠性高、成本低廉、對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。作為一種可再生的自然資源，水電已經(jīng)被列入優(yōu)先發(fā)展的對(duì)象。
　　 目前，我國(guó)已經(jīng)建成數(shù)量不少的水電站，另外一批大型水電站正在設(shè)計(jì)或建設(shè)當(dāng)中。在水電站中，研究如何確保水輪發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于提高水輪機(jī)的水力性能，有效利用水

2、資源，發(fā)揮水電效益，具有普遍的重要的意義。本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上，提出了水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的反演算法和水輪機(jī)內(nèi)部水力損失的近似計(jì)算方法。其主要內(nèi)容如下：
　　 (1) 本文利用水輪機(jī)流量調(diào)節(jié)方程和單位參數(shù)的定義，導(dǎo)出了具有線性特性的水輪機(jī)特征方程。應(yīng)用水輪機(jī)各通流部件的水力損失及水輪機(jī)有效利用水頭，構(gòu)成能量方程，推導(dǎo)出了水輪機(jī)的另一個(gè)特征方程。
　　 (2) 根據(jù)水輪機(jī)的工作原理，利用水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和模型綜合特性曲線，

3、采用線性函數(shù)數(shù)據(jù)擬合方法，反演計(jì)算模型水輪機(jī)的幾何參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，近似求出了模型水輪機(jī)出口處的平均流速，擴(kuò)展水輪機(jī)的高效率區(qū)域特性曲線。
　　 (3) 根據(jù)流體力學(xué)理論，對(duì)低比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)各通流部件在各種工況下的能量損失進(jìn)行了計(jì)算分析。分析中認(rèn)為，在蝸殼中主要產(chǎn)生摩擦阻力損失；在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)中，主要產(chǎn)生繞流阻力損失；在轉(zhuǎn)輪中，主要是非設(shè)計(jì)工況下轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)口撞擊水力損失；在尾水管中，轉(zhuǎn)輪出口的水流動(dòng)能尤其是出口環(huán)量未被充分吸收。此外，