【摘 要】
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为了研究水泵水轮机在“S”特性曲线的转速不稳定，并网困难的问题，本文提出了机组飞逸过程中转轮转速与流动耦合的动态滑移网格计算方法。为了验证数值计算的正确性，首先真机的飞逸过程进行了模拟，并将计算的转速与实验测试值进行了对比，结果表明二者吻合较好，从而验证了数值计算方法的准确性。在此基础上，对模型机低水头条件下的飞逸过程（导叶拒动）进行了计算，计算中得到了机组转速的不稳定特性和机组飞逸过程中单位流量
【机 构】
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浙江大学化工机械研究所 杭州 310027 水力发电设备企业国家重点实验室 哈尔滨 150040
【出 处】
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第四届全国水力机械及其系统学术会议
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为了研究水泵水轮机在“S”特性曲线的转速不稳定，并网困难的问题，本文提出了机组飞逸过程中转轮转速与流动耦合的动态滑移网格计算方法。为了验证数值计算的正确性，首先真机的飞逸过程进行了模拟，并将计算的转速与实验测试值进行了对比，结果表明二者吻合较好，从而验证了数值计算方法的准确性。在此基础上，对模型机低水头条件下的飞逸过程（导叶拒动）进行了计算，计算中得到了机组转速的不稳定特性和机组飞逸过程中单位流量、单位转速及力矩特性的随时间的变化过程。上述的数值方法的提出为判断机组空载不稳定问题和飞逸过程机组瞬态流动提供了准确的预测手段。
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本文采用涡动力学参数对混流式水轮机转轮的流动进行了诊断及改进。首先提出了一个基于RNG k -ε模型的新的 RNG k -ω模型，即将时均流动的非线性项植入k -ω模型中的ω方程中；其次利用此模型完成了混流式水轮机的能量特性预测。在此基础上，通过运用涡动力学特性参数详细分析了水轮机中的流动特性。文中比较了原转轮和改进转轮的模拟结果。计算结果表明，在最优工况点，改进转轮与原转轮相比，水力效率从93.
活动导叶是水轮机的主要部件之一，其刚强度能否满足要求对整个机组的安全运行起着至关重要的作用。本文利用结构分析软件ANSYS对某一轴流机组活动导叶进行刚强度分析，针对空心结构活动导叶刚强度偏低的情况，提出三种加强方案并对其进行了分析比较，得出具有参考价值的结论。
首先运用MATLAB系统辨识工具箱函数，结合现场试验数据，建立水轮机的线性模型；然后通过CFD数值计算得到不同工况点的运行数据，运用神经网络技术建立水轮机的非线性模型，并对比不同算法的仿真结果，结果表明，辨识所得的线性模型在小波动工况下的仿真结果与试验结果一致，RBF神经网络模型能更准确地拟合水轮机非线性特性。
水轮机的导水部件主要用于控制和调节流量，适应不同负荷的变化需求，并为水轮机转轮进口提供均匀的环量。该过流部件的损失对水轮机的效率有较大的影响。在优化设计中为达到减小该流域能量损失的目的，本文通过数值模拟的方法对某混流式水轮机导叶域流场进行了分析，以提高流场效率为目的，对其影响较大的两个因素——活动导叶翼型及固定导叶和活动导叶不同周向位置分别进行了模拟。计算结果发现不同的导叶叶型对导叶出口流场的均匀
基于对某混流式水轮机全流道流场进行三维瞬态粘性湍流计算分析，得到较精确的数值解。并结合与尾水管涡带形态相关联的因素，选取与水轮机尾水管内流场变化相关联的两组条件进行流场分析；结果反映了在不同条件下尾水管涡带的变化及流场内速度压力的分布变化，从而为达到预测和解决混流式水轮机水力振动提供一定参考。
灯泡贯流式水轮机组低水头、大流量的特点，使得运行中发电机转子振动受水力因素比较敏感，易造成斜支臂结构的转子支架产生裂纹。通过数值分析探明带裂纹的转子支架在一定条件下可以维持运行，经过对之后一段时间机组运行稳定性及气隙参数的分析，实际验证了转子支架裂纹数值分析的客观、合理性，这为有序安排机组大修提供了依据，在河流水情偏丰的汛期，也为企业带来了一定的经济效益。
本文针对三油叶滑动轴承，建立了不考虑润滑油热效应的HD模型、考虑热效应的THD模型、THD +弹性变形模型以及TEHD模型等四种计算模型，并将所建立的模型应用于算例分析，得到油膜压力、温度、瓦面弹性变形和热弹变形分布。计算结果表明：润滑油热效应和轴瓦表面弹性变形对轴承润滑性能影响显著，它们均在一定程度上降低了油膜压力值，而且弹性变形使油压峰值区域发生微小移动，同时还导致最大油膜温度小幅度降低。此外
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