水泵水輪機飛逸與制動工況內(nèi)流特性及轉(zhuǎn)輪受力分析.pdf

1、可逆式水泵水輪機組兼具了發(fā)電及儲能的特點，對調(diào)整電網(wǎng)負荷起重大作用，尤其對于西北地區(qū)新能源大發(fā)展中的儲能與改善能源配送結(jié)構(gòu)意義重大。水泵水輪機在運行過程中經(jīng)常會經(jīng)歷啟動、停機、甩負荷、飛逸等一系列過渡過程，其中尤以飛逸過渡過程可能引起的破壞性為重。而現(xiàn)今對飛逸及退出飛逸過程中所經(jīng)歷制動工況的研究還不夠深入。因此，通過試驗數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬計算，探討研究水泵水輪機飛逸及制動工況的流動機理及轉(zhuǎn)輪受力，對改善機組運行的穩(wěn)定性意義重大。
　　

2、本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用FLUENT軟件對混流式水泵水輪機模型7個不同開度下的飛逸工況以及小開度11 m m下全特性曲線上包含水輪機、制動、反水泵的7個工況進行全流道數(shù)值模擬，分析并作出單位流量 Q11與單位轉(zhuǎn)速 n11關(guān)系曲線，通過與試驗所得曲線的對比，確認數(shù)值計算對這兩個工況模擬結(jié)果的誤差度在允許范圍內(nèi)，可以用于分析。⑵對不同開度下飛逸工況時的全流道內(nèi)流形態(tài)、壓力脈動及轉(zhuǎn)輪受力作出分析，分析開度對飛逸工況的影響。⑶選取較小導(dǎo)葉開度

3、11 mm，對其制動工況進行重點探究，著重分析導(dǎo)葉區(qū)的尾跡與壓力脈動以及轉(zhuǎn)輪和葉片的受力。⑷通過以上分析研究，得出如下結(jié)論：隨著開度增大到一定值，蝸殼內(nèi)流動特性顯著改變，壓力波動程度增大，出現(xiàn)高頻脈動成分；轉(zhuǎn)輪進口沖擊損失使得內(nèi)部高低壓分布的對稱性被破壞，葉片工作面、背面差值增大；隨著開度的增大，轉(zhuǎn)輪內(nèi)流體速度增加，壓力增大；轉(zhuǎn)輪所受徑向力、軸向力的大小與波動幅度隨開度的增大而顯著增加，葉片承受的壓力載荷也普遍增加，流道內(nèi)各監(jiān)測點的壓力