豎井貫流泵站起動過渡過程特性研究.pdf

1、大型低揚程泵站廣泛應用于長江中下游平原、珠江三角洲等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的排澇、防洪、抗旱和水資源調(diào)配、水生態(tài)改善等諸多重要領域。豎井貫流式泵站作為一種新型的低揚程泵站，具有結(jié)構(gòu)簡單、裝置效率高等諸多優(yōu)點，但是也存在著和其他型式的低揚程泵站類似的問題，比如在機組起動過程中能否安全平穩(wěn)地過渡到穩(wěn)定運行狀態(tài)，這其中就包括電機與水泵的配合、出水流道快速閘門的啟門速度快慢以及閘門是否延遲開啟等情況，這些對于泵站安全、穩(wěn)定、可靠運行具有非常重要的作用。<

2、br>　　本文就是以豎井貫流泵站作為研究對象，從三相凸極同步電動機異步起動特性出發(fā)，結(jié)合豎井貫流泵裝置的水力特性、泵機組動力學特性等建立起豎井貫流泵站起動過渡過程的數(shù)學模型，通過Simulink仿真軟件工具對其起動過渡過程中的諸多特性進行深入的研究。本文完成的主要工作如下:
　　(1)分析了三相凸極同步電動機的基本結(jié)構(gòu)、運行特性和起動方式，尤其是針對異步起動時的投勵、牽入同步等過程進行深入研究，并建立了起動特性的電氣數(shù)學模型。

3、r>　　(2)根據(jù)豎井貫流泵機組的動力學特點建立了機組力矩平衡方程，并利用數(shù)理方程知識對水阻力矩、推力軸承摩擦力矩表達式進行了完整的推導，同時將快速閘門開啟當作勻速運行進行研究，通過閘門開度變化規(guī)律建立快速閘門的啟門數(shù)學模型。
　　(3)利用豎井貫流泵裝置模型試驗數(shù)據(jù)結(jié)合Graph軟件擬合出了0°葉片角下對應的流量一揚程曲線（Q-H線），直接顯示出最符合點數(shù)據(jù)擬合要求的流量一揚程參數(shù)表達式，作為泵裝置的水力特性模型。
　　(

4、4)采用三維湍流數(shù)值模擬的方法，按照模型泵裝置的CAD圖對其進行三維幾何造型，然后將進、出水流道和葉輪、導葉分別進行網(wǎng)格剖分，最后在CFX中進行無縫拼接得到整體網(wǎng)格劃分模型并進行數(shù)值模擬計算。在得出閘門損失項的過程中，先通過計算得出不同開度下閘門對應的高度，并依次進行幾何造型、網(wǎng)格劃分和數(shù)值計算，最終結(jié)果導入Graph軟件中找出最符合點數(shù)據(jù)擬合要求的函數(shù)表達式，作為快速閘門的啟門特性規(guī)律。
　　(5)采用Matlab/Simuli