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基于响应面模型的水力翼型可靠性优化设计
1
作者 冯建军 刘博星 +3 位作者 朱国俊 冯凯凯 王李科 罗兴锜 《水动力学研究与进展(A辑)》 北大核心 2025年第2期306-316,共11页
转轮的叶片设计直接决定了其能量转化效率和水轮机的使用寿命,该文以潮流能水轮机基础翼型NACA63-815为研究对象,通过构建近似模型来表征设计变量和翼型性能参数之间的响应关系。在此基础上,利用NSGA-II多目标优化算法进行确定性优化和... 转轮的叶片设计直接决定了其能量转化效率和水轮机的使用寿命,该文以潮流能水轮机基础翼型NACA63-815为研究对象,通过构建近似模型来表征设计变量和翼型性能参数之间的响应关系。在此基础上,利用NSGA-II多目标优化算法进行确定性优化和可靠性优化,并对比优化翼型与原始翼型的性能,其中可靠性优化设计基于一种考虑不确定因素影响的6 Sigma可靠性优化设计方法。优化结果表明:确定性优化翼型的水动力性能和空化性能均得到大幅度提高,尤其是大攻角工况下的性能提升明显,但部分性能参数具有较高的不可靠性,在不确定因素的影响下容易发生性能失效;可靠性优化翼型的水动力性能和空化性能也得到了较大提升,且所有性能参数的可靠性水平均达到了6 Sigma以上,实现了潮流能水轮机翼型性能和可靠性的双重提升。 展开更多
关键词 翼型设计 确定性优化 可靠性分析 6 Sigma可靠性优化
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基于儒可夫斯基变换的潮流能水轮机翼型设计
2
作者 王世明 汪毓莹 +1 位作者 喻卓轩 赵秀玲 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期23-29,共7页
针对低流速工况下小型潮流能水轮机翼型的快速设计问题,提出一种基于儒可夫斯基变换和高斯回归模型的水动力性能预测方法。选取儒可夫斯基翼型作为初始翼型,采用型函数/类函数变换(CST)的参数化方法对翼型外形进行拟合,并通过Fluent数... 针对低流速工况下小型潮流能水轮机翼型的快速设计问题,提出一种基于儒可夫斯基变换和高斯回归模型的水动力性能预测方法。选取儒可夫斯基翼型作为初始翼型,采用型函数/类函数变换(CST)的参数化方法对翼型外形进行拟合,并通过Fluent数值模拟得到低流速工况下的升力和阻力;基于升力、阻力和CST参数,结合机器学习中的高斯过程回归建立水动力性能预测模型。实验得出升力和阻力预测模型的平均误差率低于0.2%,均方根误差低于3%。研究表明,该方法在低流速工况水轮机翼型快速设计中具有显著的精度和效率优势。 展开更多
关键词 潮流能 水轮机 保角变换 CST参数化 高斯过程回归 翼型设计
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透平机械二次流模型与试验方法研究进展
3
作者 蔡佑林 张恒 +3 位作者 封培元 王俊 孙翀 王立祥 《船舶》 2025年第2期13-27,共15页
二次流是主流的伴随流动,普遍存在于大自然与透平机械中,且以透平机械内的二次流最为典型。其不仅会改变主流运动、恶化流场,还会诱导边界层分离,加剧出口处射流尾迹,产生流动损失与噪声,故受到学者们的广泛关注,将其上升到与势流理论... 二次流是主流的伴随流动,普遍存在于大自然与透平机械中,且以透平机械内的二次流最为典型。其不仅会改变主流运动、恶化流场,还会诱导边界层分离,加剧出口处射流尾迹,产生流动损失与噪声,故受到学者们的广泛关注,将其上升到与势流理论同等的研究高度。自20世纪50年代起,国内外学者们通过理论分析、试验研究与数值模拟等手段研究二次流现象,逐渐掌握了透平机械内二次流的流动机理与流动结构,不断完善了二次流数学模型、损失评估和试验方法。该文从二次流现象出发,系统回顾并总结了透平机械二次流结构、数学模型及其损失计算与试验方法,指出了ZANGENEH所建立的基于流向涡的二次流经典理论模型存在的问题;并基于二次流S3流面理论提出未来研究工作的重点方向,为包括喷水推进泵在内的各类透平机械内流场品质与流体动力性能的提升,提供一些思路和参考。 展开更多
关键词 透平机械 二次流 第三类相对流面S3 喷水推进泵
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含沙水流冲击参数对水力机械基材磨损及磨蚀特性的影响 被引量：3
4
作者 孙帅辉 任最有 +2 位作者 段宏江 郭鹏程 马朵 《水力发电学报》 北大核心 2025年第5期1-9,共9页
多泥沙河流上运行的水力机械受到泥沙磨蚀而产生流道变形、效率下降甚至停机。本研究利用旋转喷射装置开展了不同冲击速度和角度下水力机械基材磨损和磨蚀实验,并采用失重量检测和微观形貌分析研究了材料的抗磨特性。三种材料失重量以... 多泥沙河流上运行的水力机械受到泥沙磨蚀而产生流道变形、效率下降甚至停机。本研究利用旋转喷射装置开展了不同冲击速度和角度下水力机械基材磨损和磨蚀实验,并采用失重量检测和微观形貌分析研究了材料的抗磨特性。三种材料失重量以及空化对泥沙磨损的促进作用均随冲击速度的增大而呈指数增长,随着冲击速度增大,试件表面粗糙度增大,其切削和空蚀坑尺寸均有所增大。三种材料最大磨损量对应冲击角度为40°左右,而最大磨蚀量对应冲击角度为45°左右。当冲击角度为45°时,颗粒的垂直冲击和水平移除匹配度最好,颗粒冲击在表面形成盘状凹坑,同时其唇边被水平切削所移除,试件磨损失重量较大。45°冲击角度时,射流诱发的空蚀作用最强,沙粒和空蚀联合破坏作用显著导致材料表面产生较深的凹坑,磨蚀失重量约为磨损的2倍。 展开更多
关键词 水力机械 泥沙磨损 磨蚀 冲击速度 冲击角度 旋转喷射装置
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基于三峡-葛洲坝水量平衡的机组发电流量修正 被引量：1
5
作者 张玮 赵辉 +3 位作者 刘攀 黄康迪 刘园 鲍一凡 《人民长江》 北大核心 2025年第4期206-212,共7页
计算得到的葛洲坝水库出库总水量显著大于三峡水库出库总水量,水量偏差幅度明显超过区间来水,亟需进行出库流量的修正。为了精准计算葛洲坝水库出库流量,使三峡水库、葛洲坝水库及其区间来水满足水量平衡,以三峡水库出库流量-葛洲坝水... 计算得到的葛洲坝水库出库总水量显著大于三峡水库出库总水量,水量偏差幅度明显超过区间来水,亟需进行出库流量的修正。为了精准计算葛洲坝水库出库流量,使三峡水库、葛洲坝水库及其区间来水满足水量平衡,以三峡水库出库流量-葛洲坝水库入库流量平衡为修正基准,以SCE-UA算法为优化方法,为葛洲坝发电机组引入水头相关的修正系数,通过不同分期修正系数的率定,实现了对葛洲坝各机组发电流量的修正。结果表明:在汛期,修正后流量平均绝对偏差MAD由1720 m^(3)/s降至571 m^(3)/s,月度总水量偏差VD由43.18亿m^(3)降低至1.09亿m^(3);在非汛期,MAD由1650 m^(3)/s减小至745 m^(3)/s,VD由4.52亿m^(3)减小至2.53亿m^(3)。提出的基于水量平衡的流量修正方法,能够提高葛洲坝流量准确性,大幅度改善原有的水量不平衡现象,为三峡-葛洲坝梯级水电站调度决策提供更准确的数据支撑。 展开更多
关键词 发电流量修正 水量平衡 出库流量 SCE-UA算法 水轮机机组特性曲线 三峡水库 葛洲坝水库 梯级水电站
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A678型水轮机增效扩容改造方案研究 被引量：1
6
作者 王鑫 田娅娟 吕建平 《小水电》 2025年第4期45-47,共3页
A678型水轮机原为20世纪90年代末加拿大通用电气公司(GE Canada)为二滩水电站研制的F497型水轮机,经国内科研机构二次试验验证后定型为A678,后期在国内部分水电站得到推广应用。针对某水电站现役A678型机组,因电站参数变化产生的单机容... A678型水轮机原为20世纪90年代末加拿大通用电气公司(GE Canada)为二滩水电站研制的F497型水轮机,经国内科研机构二次试验验证后定型为A678,后期在国内部分水电站得到推广应用。针对某水电站现役A678型机组,因电站参数变化产生的单机容量提升需求(目标增幅20%),采用选型分析结合数值模拟优化设计,最终确定JF2343A型水轮机为改造方案。通过对改造方案水轮机在当前运行条件下特征工况的参数分析,表明JF2343A型水轮机可以满足电站的增效扩容目标和安全可靠运行。 展开更多
关键词 混流式水轮机 A678型水轮机 增效扩容改造 选型设计 JF系列水轮机
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基于分数阶粒子群优化算法的水电机组一次调频参数辨识
7
作者 王炜 朱蕾 +5 位作者 许存华 张建新 彭辉 黄自万 邓云辉 袁晓辉 《水电能源科学》 北大核心 2025年第3期186-190,共5页
由于水电机组和调速器实际物理性质比较复杂,难以从理论上直接推导出其模型参数。为此,提出一种改进的分数阶粒子群优化算法,针对水轮机调速系统一次调频模式,首先根据实际设备的物理结构、运行机理分析建立了水电机组调速系统的调节器... 由于水电机组和调速器实际物理性质比较复杂,难以从理论上直接推导出其模型参数。为此,提出一种改进的分数阶粒子群优化算法,针对水轮机调速系统一次调频模式,首先根据实际设备的物理结构、运行机理分析建立了水电机组调速系统的调节器模型、随动装置模型及机组被控对象模型;然后应用小波阈值降噪法对水电机组一次调频试验数据进行预处理后,采用改进分数阶粒子群优化算法对各分块模型进行参数优化辨识;最后将各部分模型连成整体进行仿真校验。结果表明,改进分数阶粒子群优化算法在水电机组一次调频参数辨识中的精度提升效果明显。 展开更多
关键词 参数辨识 分数阶粒子群优化 一次调频 水轮机调节系统 仿真
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面向三峡-葛洲坝梯级水库水量平衡的水头损失修正方法
8
作者 鲍一凡 刘攀 +4 位作者 张玮 刘园 赵辉 刘洋 张奥南 《水力发电学报》 北大核心 2025年第12期30-39,共10页
现行三峡-葛洲坝梯级水务计算存在显著的水量不平衡问题,即三峡出库水量与区间来水之和显著小于葛洲坝入库水量,这一工程难题严重影响预报调度等生产实践。通过大量的数据分析,发现水量不平衡的原因是葛洲坝的水头损失有待修正,从而导... 现行三峡-葛洲坝梯级水务计算存在显著的水量不平衡问题,即三峡出库水量与区间来水之和显著小于葛洲坝入库水量,这一工程难题严重影响预报调度等生产实践。通过大量的数据分析,发现水量不平衡的原因是葛洲坝的水头损失有待修正,从而导致计算的发电流量偏大。为此,构建了以三峡-葛洲坝梯级水量平衡为目标的水头损失模型,依据机组类型设置约束条件,利用复合形进化算法优化求解多峰高维问题的优势,率定了葛洲坝各机组的水头损失系数,以此修正葛洲坝发电流量。验证期2024年全年,三峡、葛洲坝之间的水量偏差由115.16亿m^(3)减小至1.56亿m^(3),葛洲坝机组平均水头损失由28.31 cm修正为6.27 cm。该研究可显著改善由于发电流量计算误差导致的梯级水库水量不平衡问题。 展开更多
关键词 水电站 机组特性 水头损失 水量平衡 进化算法
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阵列化微水头水轮机水力性能研究
9
作者 邹淑云 余富强 +2 位作者 周孝亮 肖千豪 刘忠 《人民长江》 北大核心 2025年第7期168-173,共6页
国内微水头河流水力资源丰富且可利用,是优化能源结构和缓解环境问题的有效途径,但存在发电能量密度低、单机发电规模较小以及布置方式有待优化等问题。以加装导流罩的微水头水轮机为研究对象,通过数值模拟分析了不同间距方案下串列、... 国内微水头河流水力资源丰富且可利用,是优化能源结构和缓解环境问题的有效途径,但存在发电能量密度低、单机发电规模较小以及布置方式有待优化等问题。以加装导流罩的微水头水轮机为研究对象,通过数值模拟分析了不同间距方案下串列、并列与交错3种阵列化布置方式的机群水力性能。结果表明:串列布置时水力性能不佳;并列时合适间距下具有性能增益效果;正梯形或倒梯形交错布置时,对双排五机组机群的流场特性以及水力性能的影响可以忽略。机组间横向间距取2.5倍导流罩入口段直径、纵向间距取3倍导流罩长度时为多机组相对最佳的间距排布方案,此时机群的捕能效果最好,布置相对紧凑,可充分利用水能。研究成果可为微水头水力资源的开发利用提供参考。 展开更多
关键词 微水头水轮机 水力性能 数值模拟 导流罩 尾流 阵列化
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涡激振动驱动的串并列双柱群水动力特性及俘能研究
10
作者 罗竹梅 晁浩诚 +2 位作者 张晓旭 李俊 杨涛 《太阳能学报》 北大核心 2025年第8期198-206,共9页
采用双向流固耦合数值方法对串列及并列布置的两个刚性连接三圆柱柱群结构涡激振动(VIV)响应特性及俘能性能展开研究。分析串列群间间距比Z=8、12和16和并列群间距比Z_(y)=4、6、8,约化速度U^(*)=2~13范围内,串列及并列布置中柱群结构... 采用双向流固耦合数值方法对串列及并列布置的两个刚性连接三圆柱柱群结构涡激振动(VIV)响应特性及俘能性能展开研究。分析串列群间间距比Z=8、12和16和并列群间距比Z_(y)=4、6、8,约化速度U^(*)=2~13范围内,串列及并列布置中柱群结构的水动力干扰特性及俘能大小、俘能效率的变化规律。研究结果表明:相较于单组串列双柱群,串并列刚性连接的柱群表现出更为复杂的水动力特性和响应结果,在柱群间隙流与尾流的相互作用以及柱群的相互干扰作用下,两柱群结构的振幅响应出现了从涡激振动到驰振的过渡区。串列柱群后尾涡形式主要以2P、2S和2T形式脱落,个别约化速度下出现碎涡及带状涡。随着群间间距比的增加,柱群间相互干扰作用减弱。间距比对串列刚性连接柱群的俘能影响不明显,柱群的俘能值和能量密度随着U^(*)的增加而增加,当初始分支转换到上端分支时,上下游柱群的能量获取优势发生了变化。并列柱群间干扰通过尾涡相互作用后实现,因此柱群间相互作用微弱,Z_(y)=8时,其涡激振动响应与单柱群响应特性几乎一致。 展开更多
关键词 海洋能 俘能结构 涡激振动 流固耦合 俘能特性 刚性连接
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基于活动导叶空蚀的混流式水轮机内流场分析
11
作者 于凤荣 冉启立 +3 位作者 周明夫 潘泓江 刘宇晨 武文俊 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第10期990-997,共8页
为分析活动导叶不同空蚀程度下混流式水轮机的内流场演变规律,基于HLA855a-LJ-250型水轮机,根据活动导叶不同空化空蚀发展时期,分别建立完好、麻点状空蚀凹坑、蜂窝状空蚀凹坑、连片状空蚀凹坑共4种模型.机组在额定工况下运行,采用Reali... 为分析活动导叶不同空蚀程度下混流式水轮机的内流场演变规律,基于HLA855a-LJ-250型水轮机,根据活动导叶不同空化空蚀发展时期,分别建立完好、麻点状空蚀凹坑、蜂窝状空蚀凹坑、连片状空蚀凹坑共4种模型.机组在额定工况下运行,采用Realizable k-ε湍流模型和宽频噪声模型进行稳态计算.研究结果表明:随着导叶空化空蚀程度的提升,活动导叶部件湍动能数值和范围逐渐增大,空蚀凹坑处的水流冲击、摩擦等现象是引起能量耗散的重要原因;出现空化空蚀的机组转轮负压更低,转轮更容易发生空化空蚀,尾水管流线紊乱,严重制约尾水管能量回收利用,且空蚀程度越严重,其回收效率越低;空蚀程度还与活动导叶部件的声强呈高关联性,表现为声压级的数值和分布范围与空蚀程度呈正相关.研究成果可为机组状态监测提供一定的指导与帮助. 展开更多
关键词 混流式水轮机 活动导叶 流致噪声 空化空蚀 声类比
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变速运行混流式水轮机泥沙磨损特性研究 被引量：1
12
作者 魏新宇 裴俊先 +1 位作者 耿清华 王文全 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期101-107,164,共8页
考虑电站实际泥沙级配,采用DPM模型研究了变转速运行模式下混流式水轮机的泥沙磨损特性,并与同步转速运行模式下的泥沙磨损情况进行了对比.结果表明:HLA551-43混流式水轮机在33.4%小导叶开度条件下变转速运行时,泥沙磨损主要分布在叶片... 考虑电站实际泥沙级配,采用DPM模型研究了变转速运行模式下混流式水轮机的泥沙磨损特性,并与同步转速运行模式下的泥沙磨损情况进行了对比.结果表明:HLA551-43混流式水轮机在33.4%小导叶开度条件下变转速运行时,泥沙磨损主要分布在叶片吸力侧进水边头部和压力侧出水边尾部,与同步转速运行时的磨损区域分布明显不同.相比于同步转速运行,变转速运行可显著降低33.4%小开度和73.5%最优开度时叶片吸力侧的磨损程度,但压力侧的磨损程度有所提高;93.6%大开度运行时变转速操作的效果则与之相反.典型地,在33.4%小开度和9 m最小水头条件下,转速降低24.6%可使吸力侧的平均磨损率减小76.1%;而在93.6%大开度和13 m最大水头条件下,将转速提高25.0%可使叶片压力侧的平均磨损率降低52.3%. 展开更多
关键词 变转速运行 混流式水轮机 泥沙磨损 固液两相流 数值模拟
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可偏转叶片的管道式水轮机设计及性能研究
13
作者 何金翰 成思源 +1 位作者 蔡家铱 杨雪荣 《水利科技与经济》 2025年第11期1-6,共6页
为了提高管道式水轮机的输出功率,基于凸轮结构,设计一种叶片可偏转垂直轴水轮机,并提出两种可偏转方案。首先建立水轮机仿真模型,并通过数值模拟计算分析方法,研究不同偏转方案对水轮机水力性能的影响。在相同的入口流速与转速条件下,... 为了提高管道式水轮机的输出功率,基于凸轮结构,设计一种叶片可偏转垂直轴水轮机,并提出两种可偏转方案。首先建立水轮机仿真模型,并通过数值模拟计算分析方法,研究不同偏转方案对水轮机水力性能的影响。在相同的入口流速与转速条件下,对比两种偏转方案与不偏转叶片方案的流场特性,并对表现更优的方案进行水力性能分析。结果显示,管道式叶片可偏转垂直轴水轮机在减小负力矩方面,回程叶片全部闭合的变桨方式更优,其在低叶尖速比工况下表现出良好的适应性,最佳性能出现在叶尖速比0.6。研究结果对管道水轮机的设计优化有一定的参考意义。 展开更多
关键词 管道式 垂直轴水轮机 叶片可偏转 叶尖速比
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水平轴潮流能水轮机制动水动力特性分析
14
作者 王树齐 唐吉 +2 位作者 李东 洪咏 卞百福 《江苏科技大学学报(自然科学版)》 2025年第3期11-17,共7页
水平轴浮式潮流能装置在实际运行条件下,平台运动过大会导致水轮机叶片载荷波动增大,存在叶片受热损坏的风险,在紧急情况下需要对水轮机进行制动控制.因此,以三叶片水轮机为研究对象,应用STAR-CCM+软件,分别对最优速比和高速比下的水轮... 水平轴浮式潮流能装置在实际运行条件下,平台运动过大会导致水轮机叶片载荷波动增大,存在叶片受热损坏的风险,在紧急情况下需要对水轮机进行制动控制.因此,以三叶片水轮机为研究对象,应用STAR-CCM+软件,分别对最优速比和高速比下的水轮机的降速制动进行数值分析,得到制动力矩和转动惯量对水轮机制动性能的影响规律.结果表明:在同一制动力矩下,水轮机的转动惯量与停机时间呈线性关系;高速比下的水轮机在制动过程中能量利用率先升后降,达最优速比时,能量利用率较最优速比下稳定运行的水轮机明显偏低.研究结论可为水轮机在遇到紧急情况时的停机运动提供参考. 展开更多
关键词 水平轴水轮机 能量利用率 轴向荷载系数 制动力矩 转动惯量
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水利泵站泵体非正常振动自动监测研究
15
作者 李大可 《自动化应用》 2025年第12期186-188,共3页
持续的振动会使泵体内部的旋转部件与固定部件之间的摩擦增大,导致泵站使用寿命缩短。为有效对水利泵站泵体非正常振动进行监测,提出基于分布式光纤的水利泵站泵体非正常振动自动监测方法。首先,安装分布式光纤传感器,采集水利泵站泵体... 持续的振动会使泵体内部的旋转部件与固定部件之间的摩擦增大,导致泵站使用寿命缩短。为有效对水利泵站泵体非正常振动进行监测,提出基于分布式光纤的水利泵站泵体非正常振动自动监测方法。首先,安装分布式光纤传感器,采集水利泵站泵体的振动信号。然后,通过滤波处理去除无关的频率干扰,提取多种时域和频域特征,形成特征向量,为后续的泵体非正常振动自动监测提供检测准则。最后,构建泵体振动特征库,将提取的特征参数与特征库中的阈值进行比对,实现对泵体非正常振动的实时监测与预警。结果表明,该方法能够精准捕捉泵体的微小振动变化,且响应时间≤0.1 s,能够有效实现水利泵站泵体非正常振动的自动监测,可为灌溉用水提供一定帮助。 展开更多
关键词 分布式光纤 水利泵站 泵体 非正常 振动 监测
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基于UG软件的水轮机叶片参数化设计与加工
16
作者 张海明 李俭文 刘珺 《广西水利水电》 2025年第3期93-98,共6页
本文旨在研究通过UG软件实现水轮机叶片的参数化设计和数控加工。阐述了参数化设计的理论基础及其在机械工程中的应用价值,特别是对于复杂形状如水轮机叶片的设计和加工优势。详述了基于UG的参数化设计方法,展现了其灵活性和高效性。通... 本文旨在研究通过UG软件实现水轮机叶片的参数化设计和数控加工。阐述了参数化设计的理论基础及其在机械工程中的应用价值,特别是对于复杂形状如水轮机叶片的设计和加工优势。详述了基于UG的参数化设计方法,展现了其灵活性和高效性。通过实际案例,具体演示了水轮机叶片的参数化设计与加工过程,验证了设计方法的实用性和精确性。结果表明,所提出的参数化设计方法能有效减少设计时间和成本,提高叶片的加工精度。 展开更多
关键词 UG软件 水轮机叶片 参数化设计 加工
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高水头水电站水轮机泥沙磨损特性及防护措施研究
17
作者 姜源清 逯鹏 +1 位作者 李静 石刘宏幸 《红水河》 2025年第2期15-19,共5页
笔者针对某高水头、大泥沙含量水电站水轮机的泥沙磨损问题展开研究。依据IEC 62364:2019标准推荐的类比法,并结合现场实测的泥沙特性及过机含沙量数据,对水轮机过流部件的磨损特性进行预测。结果表明:若不采取喷涂防护措施,活动导叶的... 笔者针对某高水头、大泥沙含量水电站水轮机的泥沙磨损问题展开研究。依据IEC 62364:2019标准推荐的类比法,并结合现场实测的泥沙特性及过机含沙量数据,对水轮机过流部件的磨损特性进行预测。结果表明:若不采取喷涂防护措施,活动导叶的磨损深度为3.50 mm/a,抗磨板的为2.85 mm/a,转轮进口的为2.08 mm/a,其中活动导叶磨损最为严重;采用喷涂技术后,水轮机大修时间可延长至6 a,喷涂技术是延长机组大修周期和使用寿命的有效措施。鉴于水轮机磨蚀机理的复杂性以及该项目面临的不利条件,建议在设计阶段高度重视泥沙磨蚀问题,并在后续阶段开展泥沙磨损试验研究,以确保电站的安全稳定运行。 展开更多
关键词 水轮机 泥沙磨损 高水头水电站 类比法 喷涂技术 抗磨蚀措施
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液环泵复合叶轮叶片数及短叶片设计方法
18
作者 李瑞卿 张人会 +2 位作者 钟于秀 高亮德 刘桂洪 《西华大学学报(自然科学版)》 2025年第5期23-30,共8页
为建立针对液环泵复合叶轮长短叶片的设计方法,提高液环泵的效率和入口真空度,采用理论推导的方法得出液环泵复合叶轮叶片数、短叶片进出口偏置角和直径的计算公式,并采用实验和数值仿真相结合的方法验证该方法的准确性。结果表明:设计... 为建立针对液环泵复合叶轮长短叶片的设计方法,提高液环泵的效率和入口真空度,采用理论推导的方法得出液环泵复合叶轮叶片数、短叶片进出口偏置角和直径的计算公式,并采用实验和数值仿真相结合的方法验证该方法的准确性。结果表明:设计的复合叶轮液环泵在0.02、0.035和0.05 kg·s^(–1)流量工况处的效率分别提高了2%、1.4%和4.3%,真空度分别提高了4.12、3.1和2.21 kPa;复合叶轮液环泵的内流场分布更加均匀,泵内流动损失降低,该方法设计的液环泵复合叶轮具有较好的水力性能。 展开更多
关键词 液环泵 复合叶轮 短叶片进出口偏置角 叶片数 短叶片进出口直径
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气提式育苗池吸污装置多相流动特性研究 被引量：1
19
作者 刘安东 张海耿 +2 位作者 管崇武 黄达 张宇雷 《渔业现代化》 北大核心 2025年第2期37-45,共9页
为探究育苗池气力提升吸污装置作业过程中的气液固三相流动特性,建立管道式气提吸污装置的结构优化方法,采用Fluent计算流体动力学工具,基于欧拉多相流模型以及稠密离散相(DDPM)模型,分析气力提升池底吸污装置结构形式对于吸污性能的影... 为探究育苗池气力提升吸污装置作业过程中的气液固三相流动特性,建立管道式气提吸污装置的结构优化方法,采用Fluent计算流体动力学工具,基于欧拉多相流模型以及稠密离散相(DDPM)模型,分析气力提升池底吸污装置结构形式对于吸污性能的影响。试验结果显示:气提管路内的气液固三相流动过程分为初始阶段、泄压阶段、提升阶段和稳定阶段;气提管路的开孔直径、开孔数量与间距、离底高度将直接影响气提吸污性能,适当调整开孔间距将有利于改善气提吸污效果;气提管路的开孔直径的最优值约为4 mm;气提管路开孔数量增加2.5倍,则气提系统效率将降低27.2%;而气提管路离底高度增加3倍,则气提系统效率将降低31.6%,因此应避免增加气提管路开孔数量与离底高度。 展开更多
关键词 育苗池 清污 水动力 多相流特性 气提效率
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水泵水轮机发电模式增负荷工况转轮特性研究
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作者 毛秀丽 曹天宇 +3 位作者 王一帆 刘志明 尹进步 何军龄 《振动与冲击》 北大核心 2025年第20期1-8,共8页
水泵水轮机通过快速、频繁地切换运行工况以使抽水蓄能电站准确响应电网需求,长期变工况运行影响机组水力效率及结构性能。以某混流式水泵水轮机为研究对象,针对其发电模式增负荷工况,采用剪切应力输运k-ω湍流模型和流固耦合方法求解... 水泵水轮机通过快速、频繁地切换运行工况以使抽水蓄能电站准确响应电网需求,长期变工况运行影响机组水力效率及结构性能。以某混流式水泵水轮机为研究对象,针对其发电模式增负荷工况,采用剪切应力输运k-ω湍流模型和流固耦合方法求解内流场与结构场。研究发现,转轮流道内压力脉动主频为20.00 f_(n)(f_(n)为转频),无叶区压力脉动主频为转轮的单倍叶频9.00 f_(n)和转轮的2倍叶频18.00 f_(n)。当负荷低于60%时,转轮叶片进口攻角(8.26°~18.08°)诱导转轮域内形成周向涡旋、马蹄涡旋及出水边涡旋,导致压力脉动出现高幅值区域(0.017~0.023);当负荷高于60%时,涡核破裂使得压力脉动信号强度衰减。结构响应方面,转轮叶片上冠与下环的平均变形量沿转轮流道流向递减(始、末分别相差7.60μm、5.30μm),上冠、下环部分节点受到固定约束区影响,其平均等效应力显著高于其余无约束位置。此外,转轮叶片变形量自上冠、下环至中心处增加至峰值,等效应力与变形量变化相反。在流场与结构场协同分析中,增负荷工况转轮叶片的平均变形量与力矩呈线性正相关,平均等效应力与流量呈线性负相关。叶片的变形量与力矩、叶片中间三分之一区域的等效应力、流量均呈线性关系,而转轮叶片前三分之一、后三分之一的等效应力,分别和流量呈三次与二次关系。 展开更多
关键词 水泵水轮机 增负荷工况 压力脉动 等效应力 变形量
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