帶有后置導(dǎo)葉的雙向貫流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、潮汐能作為一種可再生的清潔能源,在化石能源日漸枯竭的今天,逐漸受到了廣泛的關(guān)注和重視。我國(guó)海岸線漫長(zhǎng),潮汐能豐富,但開(kāi)發(fā)程度卻不足,已建成的潮汐電站依然存在著機(jī)組水力性能低、反向工況能量轉(zhuǎn)換效率不足的問(wèn)題。相對(duì)于正向發(fā)電,水輪機(jī)反向發(fā)電時(shí),轉(zhuǎn)輪效率低的問(wèn)題顯得更加的明顯。因此對(duì)于適用于潮汐電站的雙向貫流式水輪機(jī)的數(shù)值模擬,以及對(duì)轉(zhuǎn)輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本文針對(duì)帶有后置導(dǎo)葉的雙向貫流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),以此提升水輪機(jī)反向

2、發(fā)電時(shí)的效率和水力性能。論文主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　首先針對(duì)雙向貫流式水輪機(jī)的反向發(fā)電工況時(shí),對(duì)后置導(dǎo)葉的幾何位置、數(shù)目以及開(kāi)度對(duì)轉(zhuǎn)輪性能的影響進(jìn)行了研究。通過(guò)CFD數(shù)值模擬,對(duì)帶有后置導(dǎo)葉的雙向貫流式水輪機(jī)的反向運(yùn)行工況進(jìn)行了計(jì)算,從而確定后置導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪的匹配關(guān)系。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,在后置導(dǎo)葉開(kāi)度為65度,數(shù)目為9個(gè),位于1.2D1處時(shí),水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪效率最高,水頭損失最小,各部件流態(tài)最穩(wěn)定,轉(zhuǎn)輪的進(jìn)出口環(huán)量差最大,轉(zhuǎn)輪的能量轉(zhuǎn)換率

3、最高。
　　第二,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,水輪機(jī)正向發(fā)電工況時(shí),后置導(dǎo)葉開(kāi)度為75度,后數(shù)目為3個(gè),位于1.2D1處時(shí),各部件的水頭損失最小,水輪機(jī)效率最高轉(zhuǎn)輪的能量轉(zhuǎn)換效率最高,后置導(dǎo)葉區(qū)域的流態(tài)最穩(wěn)定。
　　第三,對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)行了改型優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先分析了轉(zhuǎn)輪進(jìn)出口的速度矢量三角形以及轉(zhuǎn)輪葉片正背面的壓力分布云圖等因素,為葉片改型提供依據(jù),通過(guò)改變?nèi)~片頭部的水流角來(lái)改變?nèi)~片翼型。采用Workbench軟件,利用Bladegen對(duì)葉片