水泵水輪機水輪機工況壓力脈動數(shù)值分析.pdf

1、水泵水輪機作為抽水蓄能電站的核心動力部件，其運行穩(wěn)定性和振動問題被日益重視。水泵水輪機轉(zhuǎn)輪與上下游部件的動靜干涉是造成水泵水輪機運行振動的主要原因。
　　本文通過對發(fā)電過程，設計水頭下帶不同負荷工況時水泵水輪機內(nèi)部壓力脈動的分析計算，得到了各部件內(nèi)的壓力脈動特性，同時分析運行負荷與壓力脈動之間的關(guān)系；通過改變水泵水輪機的運行水頭，采用數(shù)值模擬與試驗對比的方法，分析水輪機轉(zhuǎn)輪處的脈動特性，探討水頭變化與其脈動特性基本規(guī)律。主要研究內(nèi)

2、容及成果如下：
　　1、對數(shù)值模擬方法進行探討和分析，選取適合水泵水輪機全流道數(shù)值模擬計算方法。
　　2、采用標準 k-ε模型對水泵水輪機水輪機工況進行定常模擬。
　?。?）用模型機外特性試驗結(jié)果驗證定常數(shù)值模擬結(jié)論，以保證數(shù)值模擬的適用性。
　　（2）分析帶不同負荷工況下水泵水輪機內(nèi)部流場分布及復雜內(nèi)流機理，探討負荷變化與內(nèi)流場參數(shù)間的關(guān)聯(lián)規(guī)律，揭示負荷變化過程中不穩(wěn)定流動的誘發(fā)機理。
　　3、采用Rea

3、lizable k-ε湍流模型進行水泵水輪機三維全流道非定常數(shù)值計算，采集壓力信號，用快速傅里葉變換（FFT）對信號進行處理，得到壓力脈動時頻特性。
　?。?）將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比，驗證采用Realizable k-ε湍流模型預測水泵水輪機轉(zhuǎn)輪和尾水管處的壓力脈動的準確性；
　?。?）分析蝸殼內(nèi)的流動特性，探討其壓力脈動關(guān)聯(lián)因素及其成分；
　?。?）分析固定導葉與活動導葉形成的雙列葉柵在負荷變化時隨開度變化引起

4、的壓力脈動特性，探討其成因及變化規(guī)律；
　?。?）探究尾水管錐管及肘管處的壓力脈動特性與內(nèi)部流場特性之間的關(guān)系，揭示脈動形成原因。
　　4、對不同水頭相同負荷時轉(zhuǎn)輪附近壓力脈動進行分析，得到轉(zhuǎn)輪處脈動分布情況及其與水頭的關(guān)系。
　　（1）分析上冠的壓力脈動特性及分布情況，并闡述其形成原因；
　　（2）對不同水頭下轉(zhuǎn)輪軸心線上和轉(zhuǎn)輪與尾水管交界面上的壓力脈動特性進行分析，探討轉(zhuǎn)輪出口的脈動分布情況及與水頭的關(guān)系；<