基于动网格的活动导叶流道内湍流场数值模拟 被引量：8

1

作者 黄剑峰 张立翔 +1 位作者 王文全 姚激 《排灌机械工程学报》 EI 2010年第2期140-143,共4页

基于任意拉格朗日欧拉框架下的二维时均N-S方程,应用非结构动网格技术,对某型号混流式水轮机活动导叶单流道内的导水机构关闭过程,进行了动态湍流数值模拟.利用CFD软件Fluent 6.3,采用非结构化三角形网格,标准k-ε湍流模型和压力速度耦... 基于任意拉格朗日欧拉框架下的二维时均N-S方程,应用非结构动网格技术,对某型号混流式水轮机活动导叶单流道内的导水机构关闭过程,进行了动态湍流数值模拟.利用CFD软件Fluent 6.3,采用非结构化三角形网格,标准k-ε湍流模型和压力速度耦合的PISO算法,真实地模拟了导水机构关闭的动态过程中,活动导叶流道内的压力场和速度场的瞬态变化过程.数值计算结果表明,导水机构两段折线关闭过程中,随着活动导叶开度的减小,流场发展呈现明显的非定常特性,水流绕过活动导叶后出现强的旋涡,对过渡过程的动态特性产生了影响.该方法能有效地模拟由于活动导叶动作诱发的流场脉动. 展开更多

关键词 混流式水轮机 活动导叶 动网格 瞬态湍流场 数值模拟

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水轮机活动导叶端面间隙磨蚀形态演变预测 被引量：14

2

作者 韩伟 陈雨 +3 位作者 刘宜 魏三则 李光贤 金俊俊 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期100-107,共8页

恒定边界条件下的磨蚀预测方法不能反映过流壁面磨蚀后流体动力学参数的变化,导致现有的磨蚀预测结果很难与实际一致。该文基于磨蚀微分求积的思想,构造了主要磨蚀壁面几何形态的近似表达,通过RNG k-ε湍流模型和离散相模型(discrete ph... 恒定边界条件下的磨蚀预测方法不能反映过流壁面磨蚀后流体动力学参数的变化,导致现有的磨蚀预测结果很难与实际一致。该文基于磨蚀微分求积的思想,构造了主要磨蚀壁面几何形态的近似表达,通过RNG k-ε湍流模型和离散相模型(discrete phase model,DPM),对水轮机活动导叶端面间隙挟沙水流进行了非定常数值计算,得到了不同磨蚀阶段主要磨蚀面的平均磨损率分布,建立了过流壁面磨蚀深度变化量关于平均磨损率和磨蚀时间的数学模型和近似求解方法,预测了过流壁面的渐变磨蚀形态,分析了导叶端面和台阶面磨蚀形态逆流向演变的流动机理。数值预测结果与机组实际运行时间对应磨蚀面的磨蚀深度基本一致,平均误差在10.2%以内,验证了该预测方法的有效性。该研究可为流体机械的磨蚀预测提供参考。 展开更多

关键词 计算机仿真 模型 磨蚀 水轮机活动导叶 端面间隙流 时空演变

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贯流式水轮机活动导叶内部三维固液两相紊流研究 被引量：4

3

作者 刘文俊 吴玉林 曹树良 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 1999年第5期75-77,共3页

针对贯流式水轮机活动导叶内部固液两相亲流的三维数值模拟问题，基于N－S方程和两相紊流的。。一个模型，采用贴体坐标和交错网格系统，用SIMPLEC算法对水轮机活动导叶内部的固液两相亲流进行数值模拟，提出设计工况时活动导叶内部的... 针对贯流式水轮机活动导叶内部固液两相亲流的三维数值模拟问题，基于N－S方程和两相紊流的。。一个模型，采用贴体坐标和交错网格系统，用SIMPLEC算法对水轮机活动导叶内部的固液两相亲流进行数值模拟，提出设计工况时活动导叶内部的两相紊流特性．得出了导叶内部流场和压力场的分布．将计算结果用Tecplot7进行处理，用图形表示其内部的流动状态和压力分布． 展开更多

关键词 活动导叶 两相紊流 k-ε-Ap模型 磨损 水轮机

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新型圆周摩擦活动导叶保护装置的研究 被引量：4

4

作者 刘瑛 沈剑初 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2005年第6期369-372,共4页

介绍了一种新型圆周摩擦保护装置,应用于水轮机导水机构中,对活动导叶起过载保护作用.该装置采用一种新型预紧结构(FROM OR○预紧螺母),通过与剪断销保护装置、端面摩擦保护装置的结构比较及试验数据的分析,表明其摩擦力矩的设定简单而... 介绍了一种新型圆周摩擦保护装置,应用于水轮机导水机构中,对活动导叶起过载保护作用.该装置采用一种新型预紧结构(FROM OR○预紧螺母),通过与剪断销保护装置、端面摩擦保护装置的结构比较及试验数据的分析,表明其摩擦力矩的设定简单而且方便,一致性高,准确性好,并使机构具有良好的重复使用性能. 展开更多

关键词 水轮机 导水机构 圆周摩擦保护装置 活动导叶 预紧螺母

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新疆夏特电站水轮机活动导叶泥沙磨损研究 被引量：2

5

作者 杨涵 刘小兵 +2 位作者 田文文 庞嘉扬 徐连琛 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期190-196,共7页

为研究夏特电站水轮机导叶的磨损情况,采用固液两相标准k-ε湍流模型对水轮机全过流通道的沙水流动特性进行数值模拟,对该电站水轮机活动导叶进行泥沙磨损试验,得到了活动导叶的磨损规律,并通过试验和数值结果得到导叶磨损率计算公式。... 为研究夏特电站水轮机导叶的磨损情况,采用固液两相标准k-ε湍流模型对水轮机全过流通道的沙水流动特性进行数值模拟,对该电站水轮机活动导叶进行泥沙磨损试验,得到了活动导叶的磨损规律,并通过试验和数值结果得到导叶磨损率计算公式。结果表明:磨损严重处为活动导叶头部、尾部及背面。 展开更多

关键词 泥沙 磨损率 绕流磨损试验 活动导叶

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水轮机活动导叶修复时的自动变位机构及控制系统 被引量：2

6

作者 王希靖 李鹤岐 张瑞华 《甘肃工业大学学报》 北大核心 2002年第1期10-13,共4页

在完成满足堆焊和磨削的自动变位机构及控制系统的基础上,针对多泥沙河流上运行的水轮机活动导叶修复问题,利用导叶本身的某些特征点,精确地实现了导叶平面定位和零点定位.采用离线编程的方法使堆焊?磨削操作机和导叶旋转驱动机构的各... 在完成满足堆焊和磨削的自动变位机构及控制系统的基础上,针对多泥沙河流上运行的水轮机活动导叶修复问题,利用导叶本身的某些特征点,精确地实现了导叶平面定位和零点定位.采用离线编程的方法使堆焊?磨削操作机和导叶旋转驱动机构的各向运动有机组合,得到了近于理想形面曲线的运动轨迹,使磨削曲面与理想形面的误差小于0.2 mm,满足了导叶修复的质量要求. 展开更多

关键词 活动导叶 控制系统 带极堆焊 磨削 水轮机 自动变位机构 修复

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水轮机活动导叶修复时的平面磨削系统研究 被引量：4

7

作者 王希靖 张瑞华 李鹤岐 《甘肃工业大学学报》 2000年第4期13-16,共4页

针对水轮机活动导叶的堆焊修复 ,研制了 PLC控制的平面磨削系统 ,代替了传统的手工磨削 ,使磨削精度及质量有了一个质的飞跃 ,实现了导叶平面磨削的自动化 .通过砂轮切削力与驱动电机电流的固有关系 ,在实时检测系统与控制系统的作用下 ... 针对水轮机活动导叶的堆焊修复 ,研制了 PLC控制的平面磨削系统 ,代替了传统的手工磨削 ,使磨削精度及质量有了一个质的飞跃 ,实现了导叶平面磨削的自动化 .通过砂轮切削力与驱动电机电流的固有关系 ,在实时检测系统与控制系统的作用下 ,使砂轮驱动力工作在一定范围内 ,解决了砂轮磨损的自动补偿问题和在磨削过程中遇到突起高点时切削阻力激剧增大而造成的堵转或砂轮崩裂问题 . 展开更多

关键词 水轮机 活动导叶 平面磨削系统 PLC控制

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活动导叶头部圆半径对水泵水轮机飞逸特性的影响研究 被引量：2

8

作者 李琪飞 马琴珍 +2 位作者 郑非 谢耕达 刘思琦 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期435-441,共7页

以中国某抽水蓄能电站水泵水轮机模型机为研究对象,通过改进活动导叶头部圆半径r,基于Realizable k-ε湍流模型,分析改进活动导叶头部圆半径r对水泵水轮机飞逸特性的影响,充分发挥水泵水轮机在抽水蓄能中的核心作用。结果表明:减小头部... 以中国某抽水蓄能电站水泵水轮机模型机为研究对象,通过改进活动导叶头部圆半径r,基于Realizable k-ε湍流模型,分析改进活动导叶头部圆半径r对水泵水轮机飞逸特性的影响,充分发挥水泵水轮机在抽水蓄能中的核心作用。结果表明:减小头部圆半径r至(r-0.313)mm,对机组“S”特性存在较佳的改善效果;飞逸工况下无叶区的高速水环逐渐减弱。流体由活动导叶进入转轮叶片流道的过程中,流体的速度由活动导叶出口附近逐渐增大,受高速水环的影响,在无叶区达到最大,随后速度逐渐减小进入转轮,保持在某个较大速度持续流动;飞逸工况下1~5流道转轮叶片进口端旋涡沿着流道逐渐扁平且向转轮叶片后移扩散。转轮叶片进口端旋涡附近压强变化整体呈下降趋势,在叶片进口端出现峰值,转轮叶片进口端旋涡附近压强大小随旋涡位移以及强度而变化;飞逸工况下尾水管的直锥管段分布着大量涡带,且涡带沿着弯肘段逐渐后移到扩散段。回流主要集中在尾水管扩散段边壁附近,在距离转轮中轴线300~500 mm处,回流逐渐减少。 展开更多

关键词 抽水蓄能 水泵水轮机 高速水环 活动导叶 飞逸特性

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水轮机活动导叶防护材料抗磨蚀性能研究 被引量：2

9

作者 张雷 陈文杰 +3 位作者 李钢 周红 崔腾飞 石广帅 《水电能源科学》 北大核心 2023年第2期211-214,共4页

为避免水轮机活动导叶因磨损、空蚀而造成过流表面形态发生改变,机组效率下降,采用超声波振动空蚀机、高速加沙射流冲磨仪与圆环冲磨仪对环氧砂浆、复合树脂砂浆和聚氨酯及活动导叶基材45号钢进行空蚀与冲磨试验,基于试验结果,分析了不... 为避免水轮机活动导叶因磨损、空蚀而造成过流表面形态发生改变,机组效率下降,采用超声波振动空蚀机、高速加沙射流冲磨仪与圆环冲磨仪对环氧砂浆、复合树脂砂浆和聚氨酯及活动导叶基材45号钢进行空蚀与冲磨试验,基于试验结果,分析了不同材料的抗空蚀、抗冲磨性能,预测了材料在强空蚀作用下的使用寿命,研究了流速、冲角、含砂量等对材料磨损的影响,构建材料的磨损量预测模型。结果表明,材料的抗磨蚀性能为聚氨酯>复合树脂砂浆>环氧砂浆;材料的磨损量随流速的增长与流速呈线性或指数关系;磨损量与含砂量大体上呈线性关系;磨损量在冲角逐渐增大的情况下先达到冲击磨损峰值,随后逐渐下降,不同材料的临界冲角不同。 展开更多

关键词 水轮机活动导叶 涂层材料 抗空蚀 抗冲磨 磨损模型

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水轮机固定导叶与活动导叶的相互影响 被引量：7

10

作者 李仁年 曹鹍 古兴侨 《甘肃工业大学学报》 1989年第4期1-7,共7页

本文通过对在专门研制的环盘式双列叶栅实验装置上所进行的固定导叶与活动导叶实验的分析,认为水轮机的固定导叶与活动导叶圆周方向的相互位置对导叶区域水流的特性和水力损失影响较大,指出了对称型和正曲率型活动导叶与固定导叶的最佳... 本文通过对在专门研制的环盘式双列叶栅实验装置上所进行的固定导叶与活动导叶实验的分析,认为水轮机的固定导叶与活动导叶圆周方向的相互位置对导叶区域水流的特性和水力损失影响较大,指出了对称型和正曲率型活动导叶与固定导叶的最佳相对安放位置和流场的不同特性;建立了水轮机设计时确定固定导叶与活动导叶相对安放位置的经验公式;并分析了高水头低比转速水轮机导叶汽蚀破坏的主要水力原因。 展开更多

关键词 水轮机 固定导叶 活动导叶 叶栅

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活动导叶分布圆直径对混流式水轮机水力性能的影响 被引量：12

11

作者 吴子娟 梁武科 +1 位作者 董玮 陈帝伊 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期140-147,共8页

对于混流式水轮机,活动导叶与固定导叶以及转轮的相对位置直接影响导水机构和转轮内部流动,对水轮机安全、稳定、高效运行起到重要作用。采用商业软件ANSYS CFX 16. 0对某电站水轮机模型机全流道进行三维数值模拟计算,提出了5种活动导... 对于混流式水轮机,活动导叶与固定导叶以及转轮的相对位置直接影响导水机构和转轮内部流动,对水轮机安全、稳定、高效运行起到重要作用。采用商业软件ANSYS CFX 16. 0对某电站水轮机模型机全流道进行三维数值模拟计算,提出了5种活动导叶分布圆直径方案,分析不同方案下水轮机的外部能量特性与内部流场,寻找活动导叶安放的最佳位置。结果表明:适当增大活动导叶分布圆直径,可以有效改善叶片吸力面的低压区,降低活动导叶流域内水流的最大速度,改善转轮进口水流角,同时减小导水机构与转轮的水力损失。小流量工况下,D_0/D_1增大0. 031,水轮机效率提高了5. 28个百分点;设计工况与大流量工况下,活动导叶分布圆的变化对水轮机效率的影响相对于小流量工况较小,最高效率与最低效率的差值分别为0. 17%与0. 48%。因此,在一定范围内改变活动导叶的分布圆直径具有可实施性,对水轮机的优化设计有一定参考价值。 展开更多

关键词 水轮机 活动导叶 分布圆直径 数值模拟

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万家寨水电站活动导叶立面密封改造 被引量：4

12

作者 李进军 张雷 +3 位作者 张腾飞 王伟博 栾少帅 翁陈成 《人民黄河》 CAS 北大核心 2018年第3期132-134,共3页

万家寨水电站水轮机组在高速高含沙水流长期冲刷作用下,活动导叶的刚性立面密封面磨损汽蚀严重,造成导叶漏水量加大,导致机组出现"潜动"问题。在分析导叶密封失效原因和总结传统堆焊打磨修复处理方式缺陷的基础上,提出了活动... 万家寨水电站水轮机组在高速高含沙水流长期冲刷作用下,活动导叶的刚性立面密封面磨损汽蚀严重,造成导叶漏水量加大,导致机组出现"潜动"问题。在分析导叶密封失效原因和总结传统堆焊打磨修复处理方式缺陷的基础上,提出了活动导叶立面密封技术改造方案,首次采用黄河水利科学研究院自主研发的钢塑复合聚氨酯导叶密封板,对1#和4#机组进行技术改造,对改造的技术细节和中间安装过程进行了精确控制和严格质量把关。经过两个汛期运行检验表明:活动导叶立面密封技术改造提高了导叶全关状态下的密封性能,可以有效抗磨和抑制漏水,解决了活动导叶密封失效的问题。 展开更多

关键词 活动导叶 磨蚀 聚氨酯 密封板 水轮机组 技术改造

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ISIGHT在混流式水轮机活动导叶优化设计中的应用 被引量：4

13

作者 文哲男 巴德纯 +1 位作者 邓文娟 岳向吉 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第5期5-8,共4页

为了实现混流式水轮机活动导叶的水力性能提高,基于ISIGHT软件平台,集成MATLAB,GAMBIT和FLUENT软件,以混流式水轮机活动导叶的几何形状参数为优化变量,以导叶流道的进出口总压损失和空化性能为目标,采用非支配排序遗传算法NSGAⅡ(Non-do... 为了实现混流式水轮机活动导叶的水力性能提高,基于ISIGHT软件平台,集成MATLAB,GAMBIT和FLUENT软件,以混流式水轮机活动导叶的几何形状参数为优化变量,以导叶流道的进出口总压损失和空化性能为目标,采用非支配排序遗传算法NSGAⅡ(Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmsⅡ),提出一种混流式水轮机活动导叶多目标及自动优化设计方法。该方法应用于某电站的模型混流式水轮机活动导叶优化设计,结果表明:优化后导叶流道的进出口总压损失减少10.4%,导叶上的最低静压力上升17.8%,从而为混流式水轮机活动导叶的设计提供了合理有效的途径。 展开更多

关键词 混流式水轮机 活动导叶 多目标优化设计 NSGA—I遗传算法 计算流体力学

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不同活动导叶对水泵水轮机飞逸特性的影响 被引量：1

14

作者 马琴珍 宋慧 +3 位作者 朱金瑞 张欢 李占勇 李琪飞 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第11期174-181,195,共9页

以水泵水轮机活动导叶翼型为主要研究对象,选取活动导叶开度11、33、41 mm,分析不同活动导叶翼型对水泵水轮机飞逸特性的影响,为水泵水轮机活动导叶翼型的设计及优化提供方法和理论指导。结果表明:在3种导叶开度下,改进的活动导叶翼型... 以水泵水轮机活动导叶翼型为主要研究对象,选取活动导叶开度11、33、41 mm,分析不同活动导叶翼型对水泵水轮机飞逸特性的影响,为水泵水轮机活动导叶翼型的设计及优化提供方法和理论指导。结果表明:在3种导叶开度下,改进的活动导叶翼型对机组的“S”特性存在较佳的改善效果;改进导叶翼型后机组在飞逸工况运行时其内部流动状态有所改善,活动导叶-转轮区域速度流线分布均匀,涡核集中分布区域减少;改进导叶翼型后不同开度下无叶区监测点的压力脉动振幅相对值有不同程度的减小,速度脉动曲线比改进前平缓,速度峰值较小;改进导叶翼型后尾水管内涡核集中分布区域减少,机组可以在较为稳定的状态下运行。 展开更多

关键词 水泵水轮机 飞逸特性 活动导叶翼型 “S”特性 压力脉动

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中比转速混流式水轮机活动导叶翼型对无叶区压力脉动的影响 被引量：5

15

作者 方新宇 赖喜德 陈小明 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第8期224-229,共6页

活动导叶翼型与转轮的匹配合理性对水轮机的水力性能产生多方面影响。在一些已建成的中小型电站,由于选型和电站过流通道设计不合理等使得活动导叶翼型与转轮匹配不合理,导致无叶区压力脉动问题非常突出。为研究活动导叶翼型对中比转速... 活动导叶翼型与转轮的匹配合理性对水轮机的水力性能产生多方面影响。在一些已建成的中小型电站,由于选型和电站过流通道设计不合理等使得活动导叶翼型与转轮匹配不合理,导致无叶区压力脉动问题非常突出。为研究活动导叶翼型对中比转速混流式水轮机无叶区压力脉动的影响,以需要改造的某中比转速(ns=190)混流式水轮机为例,对正曲率、对称和负曲率三种活动导叶翼型与同一转轮组成的水轮机流道不同水头下进行三维瞬态流场数值模拟,分析不同型式导叶对水轮机的水力性能的影响,着重分析无叶区的压力脉动影响规律。结果表明:对于需要改造的中比转速混流式水轮机采用负曲率活动导叶对效率和出力的提升具有显著效果。中比转速混流式水轮机由于无叶区增大,无叶区压力脉动更复杂,采用负曲率活动导叶水轮机的低频脉动相较于采用其他两种翼型的水轮机有所改善,且周向压力脉动的周期性和规律性也更好。 展开更多

关键词 中比转速混流式水轮机 活动导叶翼型 无叶区压力脉动 数值模拟

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大型水电机组全装配铸造活动导叶相控阵检测可行性研究

16

作者 李阳 邓韬 《水电能源科学》 北大核心 2023年第9期168-171,共4页

国内早期投产的大型水电机组活动导叶多采用砂型铸造件,呈大型化异形件,处于机组空间狭小的水车室,针对在役大型水电机组活动导叶套装在轴套中埋藏区域的无损检测普遍在机组大修解体活动导叶吊出后检测的困境,采用相控阵检测技术,通过... 国内早期投产的大型水电机组活动导叶多采用砂型铸造件,呈大型化异形件,处于机组空间狭小的水车室,针对在役大型水电机组活动导叶套装在轴套中埋藏区域的无损检测普遍在机组大修解体活动导叶吊出后检测的困境,采用相控阵检测技术,通过建模仿真、模拟试块测试,并在实际检测中成功应用,解决了铸造活动导叶粗晶、大声程、异形件对声能衰减和损失严重,无法接收到缺陷回波的难题,验证了在役大型水电机组全装配状态铸造活动导叶埋藏区域无损检测的可行性。 展开更多

关键词 相控阵 铸造活动导叶 全装配 埋藏区域 可行性

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西霞院水电站#8机组活动导叶轴头扭曲分析与处理

17

作者 李其轩 于跃 詹奇峰 《水电能源科学》 北大核心 2011年第10期101-104,共4页

针对西霞院水电站#8机组#16导叶上端轴扭曲问题,分析了事故的可能原因,对使用的导叶材质进行了硬度测试与化学成分分析,对导叶进行了拉伸试验以得其屈服强度,检查了调速器关闭时间,并提出了整改措施。改造后电站调速器运行良好。

关键词 活动导叶扭曲 调速器改造 西霞院反调节水库 拉伸试验

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西霞院水电站1Cr13不锈钢活动导叶裂纹修复

18

作者 何瑞龙 刘钢钢 《人民黄河》 CAS 北大核心 2023年第S02期155-155,157,共2页

不锈钢活动导叶是水轮发电机组导水机构重要部件,在经过长期运行后导叶轴头部位出现裂纹,必须对其修复处理。活动导叶自身材料对焊接工艺要求极高,严格控制施焊变形是要解决的关键难题。西霞院水电站1Cr13不锈钢活动导叶在无须返厂的情... 不锈钢活动导叶是水轮发电机组导水机构重要部件,在经过长期运行后导叶轴头部位出现裂纹,必须对其修复处理。活动导叶自身材料对焊接工艺要求极高,严格控制施焊变形是要解决的关键难题。西霞院水电站1Cr13不锈钢活动导叶在无须返厂的情况下,通过严格控制导叶修复中施焊温度及焊后保温冷却,尽量消除导叶焊接残余应力;采用新方法,制作专用导叶修复平台,在修复中将导叶轴头与平台固定,最大限度降低了轴头受热后因自身重力下沉而造成的变形。导叶修复结束后上卧车检测导叶长短轴端同心度跳动量均符合设计要求。 展开更多

关键词 水轮发电机组 活动导叶 裂纹 变形 1Cr13不锈钢

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大型空心焊接结构活动导叶焊接技术研发

19

作者 宜晓平 金永红 张远松 《热加工工艺》 北大核心 2021年第15期123-126,共4页

某大型水电站活动导叶采用空心焊接结构,其瓣体的型线尺寸大、成型精度要求高。由于该焊接结构尺寸大,焊接量大,导致焊后易产生变形,瓣体型线尺寸很难保证。分别从结构设计、瓣体成型、空间曲面检查、焊接变形控制方面考虑,制定了瓣体... 某大型水电站活动导叶采用空心焊接结构,其瓣体的型线尺寸大、成型精度要求高。由于该焊接结构尺寸大,焊接量大,导致焊后易产生变形,瓣体型线尺寸很难保证。分别从结构设计、瓣体成型、空间曲面检查、焊接变形控制方面考虑,制定了瓣体热模压成型、单截面样板及立体样板尺寸检测,合理设计接头形式、焊接顺序,增加工艺支撑、结构刚性等措施,保证了焊后尺寸满足加工要求。该焊接技术的研发为大型零部件的整锻、整铸结构改为焊接结构提供借鉴。 展开更多

关键词 空心活动导叶 热模压 曲面检查 焊接工艺

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仿生导叶设计及其水动力学特性研究

20

作者 杨家富 王文全 +2 位作者 王秀 魏新宇 裴俊先 《水电能源科学》 北大核心 2025年第2期191-195,185,共6页

活动导叶作为水轮机的重要导流部件,紧邻转轮,其尾涡结构会进入下游转轮流道,影响机组的运行稳定性。为此,提出一种具有光滑前缘的变截面仿生活动导叶,分析了不同攻角和不同前缘凸起数量下导叶自身水动力特性、尾迹区压力脉动特征和导... 活动导叶作为水轮机的重要导流部件,紧邻转轮,其尾涡结构会进入下游转轮流道,影响机组的运行稳定性。为此,提出一种具有光滑前缘的变截面仿生活动导叶,分析了不同攻角和不同前缘凸起数量下导叶自身水动力特性、尾迹区压力脉动特征和导叶周围流场分布特征。结果表明,在3种不同的攻角下,仿生导叶受到的水动力力矩和径向力相对于原始导叶都大幅降低,最大力矩下降51.2%(攻角20°,sin-two模型),最大径向力下降40.6%(攻角20°,sin-two模型)。sin-three仿生导叶压力脉动降低显著,对于同一导叶高度处的不同监测点,各导叶模型压力脉动幅值大致相同。sin-three仿生导叶对负力面大尺度流动分离的抑制作用效果最佳,甚至在大攻角30°时,也展现出优秀的流动分离抑制作用。基于仿生的被动流动控制措施对优化水电机组在小流量工况运行时(或导叶处于较大的攻角)的运行稳定性具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 仿生活动导叶 外形设计 被动流动控制 压力系数 压力脉动 涡量分布

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