不同开度下水泵水轮机叶道内流畸变对转轮的受力影响研究

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作者 李琪飞 陈祥玉 +1 位作者 辛路 张士昂 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期333-340,共8页

水泵水轮机导叶开度的变化会引起转轮内部的内流畸变,为了研究这种内流畸变对转轮受力的影响,以国内某抽水蓄能电站的模型机为研究对象,在试验研究的基础上采用SST k-ω湍流模型对不同开度下的水泵水轮机全流道进行三维非定常数值模拟计... 水泵水轮机导叶开度的变化会引起转轮内部的内流畸变,为了研究这种内流畸变对转轮受力的影响,以国内某抽水蓄能电站的模型机为研究对象,在试验研究的基础上采用SST k-ω湍流模型对不同开度下的水泵水轮机全流道进行三维非定常数值模拟计算,研究不同导叶开度下引起的叶道内流畸变对转轮叶片和转轮径向力的影响。结果表明:随着导叶开度的增大,叶道内部流速也随之变大,流道内最大速度分布于叶片工作面附近,且每个流道均有漩涡存在,其涡核位置位于叶片相对位置的2/3处;转轮叶片受力受到叶道内部流动畸变产生的涡流影响,叶片工作面最小压力发生的位置和叶片背面最大压力发生的位置均在涡核附近;叶道内部流动畸变产生的不稳定流动对转轮的径向力造成规律性影响,使得转轮所受径向力合力的峰谷个数与叶道数相同,与叶道内部流动畸变引起的内部涡流变化一致。 展开更多

关键词 水泵水轮机 开度 内流畸变 转轮受力

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基于流固耦合的高温泵叶轮应力有限元分析 被引量：16

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作者 孔繁余 王婷 +1 位作者 王文廷 周水清 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2012年第3期269-273,共5页

根据高温泵零件二维图,应用Pro/E软件对高温泵内叶轮结构模型及整机水体模型进行实体建模,采用CFX软件对高温泵内部流场进行数值模拟,分析了泵内部的压力随不同工况的变化情况,基于流固耦合利用Ansys软件对叶轮施加静力载荷,进行应力应... 根据高温泵零件二维图,应用Pro/E软件对高温泵内叶轮结构模型及整机水体模型进行实体建模,采用CFX软件对高温泵内部流场进行数值模拟,分析了泵内部的压力随不同工况的变化情况,基于流固耦合利用Ansys软件对叶轮施加静力载荷,进行应力应变分析,揭示了整个叶轮的变形情况及应力分布.结果表明:首级结构的对称性使其变形较为均匀,应力应变分布较为规律;水泵叶片根部两侧存在明显的集中应力,并且应力逐渐向叶片外侧扩散,叶片外缘所受到的应力值很小,应力集中点为次级叶片与轮毂相交处靠近进口的位置;在不同工况下叶轮最大静应力随着高温泵轴功率的增大而降低,且线性关系较差. 展开更多

关键词 高温泵 叶轮 数值模拟 流固耦合 应力应变

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水轮发电机转子支架热套缺陷处理方案的研究

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作者 张永学 李卫红 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第A01期236-239,共4页

结合湖南省某水电站机组制造与安装的具体工程问题,针对转子支架热套缺陷处理方案展开深入研究。通过分析轮毂烧嵌套轴工艺、事故分析与调查,对现有的三种修复方案进行了技术经济比较,选取并实施了一种轴向及斜向销钉加固的修复方案。... 结合湖南省某水电站机组制造与安装的具体工程问题,针对转子支架热套缺陷处理方案展开深入研究。通过分析轮毂烧嵌套轴工艺、事故分析与调查,对现有的三种修复方案进行了技术经济比较,选取并实施了一种轴向及斜向销钉加固的修复方案。通过经典计算及有限元分析对该处理方案的合理性进行了技术论证。该处理方案的技术思路对于水电设备制造厂家处理类似问题具有借鉴意义。 展开更多

关键词 水轮发电机 主轴 转子支架 过盈配合 轮毂烧嵌

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江西界牌电站发电机冷却水路的优化设计

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作者 张永学 李卫红 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第A01期233-235,共3页

结合近年来有关灯泡贯流式水轮发电机组的制造经验,针对灯泡式水轮发电机冷却供水方案进行了专题研究,设计并制造了一种新型冷却水路系统,产品应用于江西省界牌枢纽船闸改建工程项目中。该管路结构简单可靠、维护方便、造价低,提高了传... 结合近年来有关灯泡贯流式水轮发电机组的制造经验,针对灯泡式水轮发电机冷却供水方案进行了专题研究,设计并制造了一种新型冷却水路系统,产品应用于江西省界牌枢纽船闸改建工程项目中。该管路结构简单可靠、维护方便、造价低,提高了传统发电设备的自动化程度,具有一定的市场推广价值,也为水电设备制造厂家贯流机组的冷却水系统提供了一种全新的设计思路。 展开更多

关键词 贯流式水电站 灯泡式水轮发电机 一次冷却

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基于流场数值模拟的多级泵转子动力学分析 被引量：26

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作者 孔繁余 王婷 张洪利 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2011年第5期516-521,共6页

根据多级泵零件二维图,应用Pro/E软件对转子系统主要部件进行实体建模,采用FLUENT软件对多级泵内部流场进行数值模拟,分析了轴向力及径向力随不同工况的变化情况,基于AN-SYS软件对转子系统施加静力载荷,进行静力学、谐响应和瞬态动力学... 根据多级泵零件二维图,应用Pro/E软件对转子系统主要部件进行实体建模,采用FLUENT软件对多级泵内部流场进行数值模拟,分析了轴向力及径向力随不同工况的变化情况,基于AN-SYS软件对转子系统施加静力载荷,进行静力学、谐响应和瞬态动力学等分析.结果表明:转子系统在第1阶临界转速下的安全区运行,转子系统的振幅与转速变化呈非线性关系;在突加激励力的开始阶段各节点出现较大的振幅,随后振幅逐渐减小并趋于稳定;左侧轴承的振动幅值比右侧轴承的振动幅值大了1个数量级;首级叶轮的振动幅值比次级叶轮的振动幅值稍大;在位移振动曲线中,出现了明显的"拍振"现象,节点振动趋于稳定后,振幅很小,系统的稳定性较好. 展开更多

关键词 转子动力学 数值模拟 静力学 谐响应 瞬态动力学

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基于AMESim的筒阀多缸同步系统建模及动态特性仿真 被引量：4

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作者 王国栋 何友辉 +2 位作者 肖聚亮 单庆臣 周学均 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期890-895,共6页

为了分析机械参数对水轮机筒阀多缸同步运动的影响,进行了筒阀多缸同步系统的动态仿真.在分析筒阀多缸同步系统的工作原理及控制策略的基础上,选择筒阀开启过程作为仿真对象,运用AMESim软件搭建了筒阀的物理模型并设置了模型的主要参数... 为了分析机械参数对水轮机筒阀多缸同步运动的影响,进行了筒阀多缸同步系统的动态仿真.在分析筒阀多缸同步系统的工作原理及控制策略的基础上,选择筒阀开启过程作为仿真对象,运用AMESim软件搭建了筒阀的物理模型并设置了模型的主要参数,分析了机械参数对系统动态特性的影响.仿真结果表明:接力器的负载不均、缸径制造误差和内泄漏导致系统最大同步误差变大;管道的通径和类型的变化,使筒阀运动行程的始末端的速度产生较大波动;同时管道长度的增加以及竖直管道的存在,导致系统的速度响应产生一定的滞后. 展开更多

关键词 水轮机筒阀 多缸同步 建模与仿真 动态特性 AMESIM软件

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多级能量回收水力透平导叶的优化设计 被引量：1

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作者 齐学义 郑琦 +2 位作者 郝连松 吕树宏 周慧利 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第6期34-38,共5页

为了提高多级能量回收水力透平的效率,对已有的(DCSGT250-175X9)多级能量回收水力透平模型的流道式导叶进行优化设计.通过对设计的流道式正导叶的压力和速度分布的分析,获悉影响正导叶压力和速度分布的关键因素是其翼型工作面出口段的... 为了提高多级能量回收水力透平的效率,对已有的(DCSGT250-175X9)多级能量回收水力透平模型的流道式导叶进行优化设计.通过对设计的流道式正导叶的压力和速度分布的分析,获悉影响正导叶压力和速度分布的关键因素是其翼型工作面出口段的圆弧半径,由此设计了圆弧半径分别为138、135、134mm的3种方案.通过对这3种正导叶方案的多级能量回收水力透平进行全流道三维湍流的定常数值模拟,分别得到其正导叶的压力和速度分布.经分析、比较可见,正导叶工作面出口段圆弧半径为134mm时的设计方案更符合该多级能量回收水力透平流态和流场分布的要求.据此,再按该透平设计流量要求,优化流道式导叶的外径,并依据数值模拟与性能预测的结果,设计出符合要求且性能较优的多级能量回收水力透平的导叶.导叶优化后的多级能量回收水力透平模型的最高计算效率提高了1.1%,平均效率提高了3.4%. 展开更多

关键词 水力透平 流道式导叶 优化设计 数值模拟

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水轮机筒阀动水关闭特性的数值模拟 被引量：3

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作者 郭春立 王国栋 +1 位作者 单庆臣 肖聚亮 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2009年第12期91-94,共4页

为了模拟水轮机发生飞逸时筒阀的动水关闭过程,运用RNGk-ε湍流模型、动网格和滑移网格技术,进行了筒阀运动的三维非定常数值模拟,分析了筒阀的流量特性、轴向液动力变化趋势、水头损失特性和筒阀不同行程处的速度分布。通过这些水力特... 为了模拟水轮机发生飞逸时筒阀的动水关闭过程,运用RNGk-ε湍流模型、动网格和滑移网格技术,进行了筒阀运动的三维非定常数值模拟,分析了筒阀的流量特性、轴向液动力变化趋势、水头损失特性和筒阀不同行程处的速度分布。通过这些水力特性的分析不仅可以预测水轮机的工作状态,而且可以确定筒阀运动的执行机构——多液压缸同步运动系统的设计和操作参数,其结果已经应用于云南省南沙水电站筒阀系统的前期设计工作中。 展开更多

关键词 水轮机筒阀 数值模拟 水力特性

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基于声固耦合算法的贯流式水轮机轴系振动特性研究 被引量：2

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作者 张士昂 李昊 +3 位作者 张蓓 李效革 董海涛 张永学 《机械设计》 CSCD 北大核心 2023年第S01期105-109,共5页

水轮发电机组轴系的振动特性对水轮发电机组的设计具有重要意义。应用转子动力学理论,基于声固耦合算法,考虑轴系中转轮周围水体对轴系振动特性影响,建立轴系转轮湿模态计算模型,以本公司正在设计中的某贯流式水轮机轴系为研究对象,对... 水轮发电机组轴系的振动特性对水轮发电机组的设计具有重要意义。应用转子动力学理论,基于声固耦合算法,考虑轴系中转轮周围水体对轴系振动特性影响,建立轴系转轮湿模态计算模型,以本公司正在设计中的某贯流式水轮机轴系为研究对象,对机组旋转轴系的固有振动特性进行动力学计算,得到轴系前12阶模态固有频率及振型图,通过绘制轴系的Campbell图,得到系统的临界转速,分析判断机组轴系发生共振的可能性。 展开更多

关键词 轴系 声固耦合 临界转速 湿模态 固有频率 共振

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基于ANSYS的混流式水轮机故障的处理 被引量：4

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作者 李效革 张士昂 周学均 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第A01期227-232,共6页

为了解决水轮机在最大水头超发10%工况下转轮室内振动剧烈且发现叶片出水边靠近下环处出现断裂的问题,基于ANSYS,首先对该电站水轮机全流道进行CFD数值模拟计算,并应用流固耦合算法对转轮刚强度及机组轴系装配系统的模态进行计算分析,... 为了解决水轮机在最大水头超发10%工况下转轮室内振动剧烈且发现叶片出水边靠近下环处出现断裂的问题,基于ANSYS,首先对该电站水轮机全流道进行CFD数值模拟计算,并应用流固耦合算法对转轮刚强度及机组轴系装配系统的模态进行计算分析,计算结果表明,叶片出水边靠近下环处出现严重的小范围低压(负压)区,且该区域应力过大,同时,轴系装配系统的第5和第6阶固有频率与叶片旋转频率相同从而导致共振的发生。基于计算结果对叶片进行多次改型,最终使转轮区域流场分布和叶片强度明显改善,并得到了避开各种激力频率的新轴系装配系统,满足了机组安全稳定运行的要求。 展开更多

关键词 模态 共振 流固耦合 叶片 轴系装配系统

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贯流式水泵机组结构的初步分析与建议 被引量：2

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作者 董海涛 高道扬 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第S02期210-213,共4页

介绍了贯流式水泵机组的一些发展,以及贯流式水泵机组的一些结构特点和采用灯泡式水泵机组的优点。

关键词 贯流式水泵机组

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混流式水轮机叶道涡初探

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作者 董海涛 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第A01期240-242,共3页

混流式水轮机叶道涡现象、叶道涡的形成原因、叶道涡的观测方法、叶道涡初生线和发展线的定义、叶道涡的分析方法等。文中主要介绍叶道涡。

关键词 水轮机叶道涡

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