多泥沙条件下蜗壳设计方法研究

发布时间：2020-04-09 15:53

【摘要】：青海省隆务河上的某水电站HL741-LJ-84水轮机组由于常年在多泥沙河流中运行造成蜗壳磨损剧烈,严重降低了蜗壳的使用寿命。以等速度矩理论设计的混流式水轮机蜗壳因其尾段半径小而使其内壁流速大,在多泥沙河流中运行时会造成蜗壳鼻端的剧烈磨损。为此根据克里夫钦科等人给定的几种蜗壳断面平均流速规律,分别进行蜗壳水力设计。对等速度矩理论和给定流速分布规律方法设计的四个蜗壳进行了水轮机全流道数值模拟。通过对蜗壳绝对流速、径向速度、进口环量和液流角以及转轮叶片及尾水管的分析,选定了一种较好的蜗壳抗泥沙磨损改造方案。通过计算可以得出,用等速度矩方法设计的蜗壳其鼻端平均流速可达到进口断面平均流速的三倍,在多泥沙河流中磨损会非常严重。在不同的蜗壳设计方法中,最后一个圆断面所处的包角值不同,若最后圆断面的包角值越小则蜗壳各过流断面积就越大,同时平均流速就越小、蜗壳抗磨蚀性能越好,但水流轴对称性则越差。用给定断面流速法设计蜗壳时,给定流速分布规律偏离等速度矩法设计蜗壳的流速分布规律越多,则水流对称性就越差、断面平均流速越小而抗磨蚀性能就越好。在本文提及的等速度矩法、等速度法、克里夫钦科推荐的两种方法中,克里夫钦科推荐的第一种设计方法最适合于多泥沙条件下的水轮机蜗壳。
【图文】：

蜗壳的中间断面

图 3.2 蜗壳断面平均流速分布规律段直线 3、4 可归纳为分段函数（3.6）、（3.7）7.667×10-4φ+0.8195 φ=15Ovu/v0=0.9 φ=105O1.667×10-3φ+0.425 φ=2851.11×10-3φ+0.68 φ=15Ovu/v0=0.8 φ=105O3.3×10-3φ-0.1385 φ=285见，比起等速度矩法，三种给定断面平均流速法低，可以达到减小蜗壳水力损失和减缓蜗壳泥沙题需要进一步探究。从理论上讲，按等速度矩法流保持轴对称性。从图 3.2 曲线 1 可见，，此法设平均流速显著增大，鼻端流速接近进口流速的 的轴对称性背后隐藏着水力损失较大尤其是尾段
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TK733.1

【参考文献】

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本文编号：2620963