水輪機筒閥動水關(guān)閉過程的水力特性分析.pdf

1、筒閥緊急動水關(guān)閉是保證水輪機安全運行的保護措施之一,本文主要以水輪機全流道為模型,數(shù)值模擬筒閥動水關(guān)閉過程。以掌握水輪機運行過程中筒閥及引流部件的水力特性、水輪機運行狀況等為目的,利用FLUENT仿真軟件模擬筒閥60s動水關(guān)閉,研究筒閥動水關(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,重點對小開度下的水力特性進行細化分析。論文主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)結(jié)合筒閥實際運行工況,以轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速達到170 r/min時的定常

2、計算結(jié)果作為非定常計算的初始流場,依據(jù)筒閥實際關(guān)閉規(guī)律,利用profile定義筒閥關(guān)閉方式;對導葉和轉(zhuǎn)輪區(qū)域進行網(wǎng)格加密,運用滑移網(wǎng)格和動網(wǎng)格技術(shù)適應(yīng)流場區(qū)域變化,對不同套網(wǎng)格可信度進行對比分析;以水輪機全流道網(wǎng)格為計算模型,選用用RNG k-ε湍流雙方程模型,采用SIMPLEC算法對流場進行迭代求解,較真實的模擬筒閥動水關(guān)閉過程水輪機內(nèi)部流場特征。
　　(2)數(shù)值模擬得到筒閥動水關(guān)閉行程內(nèi)的上下端面、內(nèi)外表面的軸向動水作用力水力

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