混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的改型方法研究.pdf

1、在中小型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪制造廠中,一般都會(huì)用一些小改動(dòng),例如改變導(dǎo)葉數(shù)量、切割出水邊以及改變上冠下環(huán)來(lái)改善一些因工作環(huán)境日益變化而滿(mǎn)足不了工作需求的轉(zhuǎn)輪。改型的關(guān)鍵便是改變效率或出力,而在解決中小型機(jī)組特別是小型機(jī)組改型時(shí),往往采用不更換轉(zhuǎn)輪來(lái)降低經(jīng)濟(jì)成本。因此尋找某種較簡(jiǎn)單且行之有效的方法使機(jī)組改善情況對(duì)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(jī)轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)方法以及轉(zhuǎn)輪內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算方法,然后采用FINE/TURBO

2、軟件包對(duì)原轉(zhuǎn)輪進(jìn)行數(shù)值仿真,同時(shí)將仿真結(jié)果與轉(zhuǎn)輪實(shí)際流場(chǎng)作比較,驗(yàn)證該軟件包的適用性。之后對(duì)切割葉片出水邊、增減導(dǎo)葉數(shù)量以及改變上冠下環(huán)型線(xiàn)等改型方案進(jìn)行分析并對(duì)切割葉片與增減導(dǎo)葉進(jìn)行詳細(xì)分析,得出該兩種方案的最優(yōu)值。最后將原模型轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)據(jù)參數(shù)化后,以轉(zhuǎn)輪效率為目標(biāo)函數(shù),采用遺傳算法對(duì)若干個(gè)葉片參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得到最高效率。
　　在通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)(CFD)以及軟件包對(duì)HL240-WJ50型水輪機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬后,分析得到了多種簡(jiǎn)

3、易改型方案對(duì)該型號(hào)水輪機(jī)的作用,同時(shí)利用優(yōu)化方法對(duì)同型號(hào)水輪機(jī)葉片進(jìn)行了優(yōu)化。得到結(jié)論如下:
　　(1)當(dāng)減少導(dǎo)葉時(shí),可以使轉(zhuǎn)輪過(guò)流量增大,同時(shí)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(dǎo)葉會(huì)使其導(dǎo)流作用降低,導(dǎo)葉過(guò)少時(shí)影響轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)。
　　(2)當(dāng)切割出水邊時(shí)轉(zhuǎn)輪效率會(huì)下降,但隨著葉片間開(kāi)口增大,轉(zhuǎn)輪的過(guò)流能力也增大。在本文中,當(dāng)轉(zhuǎn)輪葉片出水邊切割量為30mm時(shí),可達(dá)到增容18％。
　　(3)在經(jīng)過(guò)模型