水泵水輪機(jī)水輪機(jī)工況壓力脈動數(shù)值分析.pdf

1、水泵水輪機(jī)作為抽水蓄能電站的核心動力部件，其運(yùn)行穩(wěn)定性和振動問題被日益重視。水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪與上下游部件的動靜干涉是造成水泵水輪機(jī)運(yùn)行振動的主要原因。
　　本文通過對發(fā)電過程，設(shè)計水頭下帶不同負(fù)荷工況時水泵水輪機(jī)內(nèi)部壓力脈動的分析計算，得到了各部件內(nèi)的壓力脈動特性，同時分析運(yùn)行負(fù)荷與壓力脈動之間的關(guān)系；通過改變水泵水輪機(jī)的運(yùn)行水頭，采用數(shù)值模擬與試驗(yàn)對比的方法，分析水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪處的脈動特性，探討水頭變化與其脈動特性基本規(guī)律。主要研究內(nèi)

2、容及成果如下：
　　1、對數(shù)值模擬方法進(jìn)行探討和分析，選取適合水泵水輪機(jī)全流道數(shù)值模擬計算方法。
　　2、采用標(biāo)準(zhǔn) k-ε模型對水泵水輪機(jī)水輪機(jī)工況進(jìn)行定常模擬。
　?。?）用模型機(jī)外特性試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證定常數(shù)值模擬結(jié)論，以保證數(shù)值模擬的適用性。
　　（2）分析帶不同負(fù)荷工況下水泵水輪機(jī)內(nèi)部流場分布及復(fù)雜內(nèi)流機(jī)理，探討負(fù)荷變化與內(nèi)流場參數(shù)間的關(guān)聯(lián)規(guī)律，揭示負(fù)荷變化過程中不穩(wěn)定流動的誘發(fā)機(jī)理。
　　3、采用Rea

3、lizable k-ε湍流模型進(jìn)行水泵水輪機(jī)三維全流道非定常數(shù)值計算，采集壓力信號，用快速傅里葉變換（FFT）對信號進(jìn)行處理，得到壓力脈動時頻特性。
　　（1）將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對比，驗(yàn)證采用Realizable k-ε湍流模型預(yù)測水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪和尾水管處的壓力脈動的準(zhǔn)確性；
　　（2）分析蝸殼內(nèi)的流動特性，探討其壓力脈動關(guān)聯(lián)因素及其成分；
　?。?）分析固定導(dǎo)葉與活動導(dǎo)葉形成的雙列葉柵在負(fù)荷變化時隨開度變化引起

4、的壓力脈動特性，探討其成因及變化規(guī)律；
　?。?）探究尾水管錐管及肘管處的壓力脈動特性與內(nèi)部流場特性之間的關(guān)系，揭示脈動形成原因。
　　4、對不同水頭相同負(fù)荷時轉(zhuǎn)輪附近壓力脈動進(jìn)行分析，得到轉(zhuǎn)輪處脈動分布情況及其與水頭的關(guān)系。
　?。?）分析上冠的壓力脈動特性及分布情況，并闡述其形成原因；
　?。?）對不同水頭下轉(zhuǎn)輪軸心線上和轉(zhuǎn)輪與尾水管交界面上的壓力脈動特性進(jìn)行分析，探討轉(zhuǎn)輪出口的脈動分布情況及與水頭的關(guān)系；<