混流式水輪機轉輪的改型方法研究.pdf

1、在中小型水輪機轉輪制造廠中,一般都會用一些小改動,例如改變導葉數(shù)量、切割出水邊以及改變上冠下環(huán)來改善一些因工作環(huán)境日益變化而滿足不了工作需求的轉輪。改型的關鍵便是改變效率或出力,而在解決中小型機組特別是小型機組改型時,往往采用不更換轉輪來降低經(jīng)濟成本。因此尋找某種較簡單且行之有效的方法使機組改善情況對中小型水電站有著特殊的意義。
　　在本文中,首先介紹了水輪機轉輪設計方法以及轉輪內(nèi)部流場的數(shù)值計算方法,然后采用FINE/TURBO

2、軟件包對原轉輪進行數(shù)值仿真,同時將仿真結果與轉輪實際流場作比較,驗證該軟件包的適用性。之后對切割葉片出水邊、增減導葉數(shù)量以及改變上冠下環(huán)型線等改型方案進行分析并對切割葉片與增減導葉進行詳細分析,得出該兩種方案的最優(yōu)值。最后將原模型轉輪葉片數(shù)據(jù)參數(shù)化后,以轉輪效率為目標函數(shù),采用遺傳算法對若干個葉片參數(shù)進行優(yōu)化,得到最高效率。
　　在通過計算流體力學(CFD)以及軟件包對HL240-WJ50型水輪機進行了數(shù)值模擬后,分析得到了多種簡

3、易改型方案對該型號水輪機的作用,同時利用優(yōu)化方法對同型號水輪機葉片進行了優(yōu)化。得到結論如下:
　　(1)當減少導葉時,可以使轉輪過流量增大,同時效率只有較小變化,即采用該方法能起到增容的目的。但是,減少導葉會使其導流作用降低,導葉過少時影響轉輪結構。
　　(2)當切割出水邊時轉輪效率會下降,但隨著葉片間開口增大,轉輪的過流能力也增大。在本文中,當轉輪葉片出水邊切割量為30mm時,可達到增容18％。
　　(3)在經(jīng)過模型