水輪機(jī)筒閥動(dòng)水關(guān)閉過(guò)程的水力特性分析.pdf

1、筒閥緊急動(dòng)水關(guān)閉是保證水輪機(jī)安全運(yùn)行的保護(hù)措施之一,本文主要以水輪機(jī)全流道為模型,數(shù)值模擬筒閥動(dòng)水關(guān)閉過(guò)程。以掌握水輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中筒閥及引流部件的水力特性、水輪機(jī)運(yùn)行狀況等為目的,利用FLUENT仿真軟件模擬筒閥60s動(dòng)水關(guān)閉,研究筒閥動(dòng)水關(guān)閉行程內(nèi)的壓力、速度、流量和力矩等水力特性變化規(guī)律,重點(diǎn)對(duì)小開(kāi)度下的水力特性進(jìn)行細(xì)化分析。論文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　(1)結(jié)合筒閥實(shí)際運(yùn)行工況,以轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速達(dá)到170 r/min時(shí)的定常

2、計(jì)算結(jié)果作為非定常計(jì)算的初始流場(chǎng),依據(jù)筒閥實(shí)際關(guān)閉規(guī)律,利用profile定義筒閥關(guān)閉方式;對(duì)導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格加密,運(yùn)用滑移網(wǎng)格和動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)適應(yīng)流場(chǎng)區(qū)域變化,對(duì)不同套網(wǎng)格可信度進(jìn)行對(duì)比分析;以水輪機(jī)全流道網(wǎng)格為計(jì)算模型,選用用RNG k-ε湍流雙方程模型,采用SIMPLEC算法對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行迭代求解,較真實(shí)的模擬筒閥動(dòng)水關(guān)閉過(guò)程水輪機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)特征。
　　(2)數(shù)值模擬得到筒閥動(dòng)水關(guān)閉行程內(nèi)的上下端面、內(nèi)外表面的軸向動(dòng)水作用力水力

3、特性,并對(duì)其水力特性曲線進(jìn)行分析;筒閥周圍壓力和速度場(chǎng)不穩(wěn)定,筒閥在動(dòng)水關(guān)閉過(guò)程中受到傾覆力矩作用,建立筒閥傾覆模型,并對(duì)筒閥傾覆穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),以判斷筒閥是否傾覆和卡死,為筒閥實(shí)際安全穩(wěn)定運(yùn)行提供參考依據(jù)。
　　(3)重點(diǎn)研究小開(kāi)度下的水力特性,對(duì)小開(kāi)度關(guān)閉行程再次進(jìn)行細(xì)化數(shù)值模擬,得到小開(kāi)度下的筒閥過(guò)流區(qū)域流量和流速特性曲線;對(duì)筒閥下端面不同截面位置下不同點(diǎn)進(jìn)行取值,得到其在小開(kāi)度下的變化規(guī)律;對(duì)筒閥附近區(qū)域、轉(zhuǎn)輪區(qū)域、環(huán)列平