水泵水輪機(jī)飛逸與制動(dòng)工況內(nèi)流特性及轉(zhuǎn)輪受力分析.pdf

1、可逆式水泵水輪機(jī)組兼具了發(fā)電及儲(chǔ)能的特點(diǎn)，對調(diào)整電網(wǎng)負(fù)荷起重大作用，尤其對于西北地區(qū)新能源大發(fā)展中的儲(chǔ)能與改善能源配送結(jié)構(gòu)意義重大。水泵水輪機(jī)在運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)經(jīng)歷啟動(dòng)、停機(jī)、甩負(fù)荷、飛逸等一系列過渡過程，其中尤以飛逸過渡過程可能引起的破壞性為重。而現(xiàn)今對飛逸及退出飛逸過程中所經(jīng)歷制動(dòng)工況的研究還不夠深入。因此，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬計(jì)算，探討研究水泵水輪機(jī)飛逸及制動(dòng)工況的流動(dòng)機(jī)理及轉(zhuǎn)輪受力，對改善機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性意義重大。
　　

2、本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用FLUENT軟件對混流式水泵水輪機(jī)模型7個(gè)不同開度下的飛逸工況以及小開度11 m m下全特性曲線上包含水輪機(jī)、制動(dòng)、反水泵的7個(gè)工況進(jìn)行全流道數(shù)值模擬，分析并作出單位流量 Q11與單位轉(zhuǎn)速 n11關(guān)系曲線，通過與試驗(yàn)所得曲線的對比，確認(rèn)數(shù)值計(jì)算對這兩個(gè)工況模擬結(jié)果的誤差度在允許范圍內(nèi)，可以用于分析。⑵對不同開度下飛逸工況時(shí)的全流道內(nèi)流形態(tài)、壓力脈動(dòng)及轉(zhuǎn)輪受力作出分析，分析開度對飛逸工況的影響。⑶選取較小導(dǎo)葉開度

3、11 mm，對其制動(dòng)工況進(jìn)行重點(diǎn)探究，著重分析導(dǎo)葉區(qū)的尾跡與壓力脈動(dòng)以及轉(zhuǎn)輪和葉片的受力。⑷通過以上分析研究，得出如下結(jié)論：隨著開度增大到一定值，蝸殼內(nèi)流動(dòng)特性顯著改變，壓力波動(dòng)程度增大，出現(xiàn)高頻脈動(dòng)成分；轉(zhuǎn)輪進(jìn)口沖擊損失使得內(nèi)部高低壓分布的對稱性被破壞，葉片工作面、背面差值增大；隨著開度的增大，轉(zhuǎn)輪內(nèi)流體速度增加，壓力增大；轉(zhuǎn)輪所受徑向力、軸向力的大小與波動(dòng)幅度隨開度的增大而顯著增加，葉片承受的壓力載荷也普遍增加，流道內(nèi)各監(jiān)測點(diǎn)的壓力