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引水部件水力损失对水轮机增容后效率的影响被引量：4: 2011年; 水电站增容改造市场具有广阔的前景。但老电站的技术改造受到埋设部件不变及同步转速不变的限制,往往要通过提高过流量达到增容目的。在流道不变的条件下,流量的增加必然引起过流部件水力损失增加,可能导致效率下降。本文分析了引水部件水力损失对水轮机功率和效率的影响,提出了在法向出流条件下水轮机流量和功率的估算公式,据此提出了按增容功率要求估算水轮机流量、导叶安放角及效率的方法。以一个具体电站为例,通过流场数值模拟,分析了引水部件内水力损失与流量的关系,进而对水轮机增容后效率的影响进行了分析。建议电站根据自身的实际条件科学地提出机组改造的技术指标,同时建议在条件允许时可将标准导叶改为负曲率导叶,可在较小的流量下获得必要的导叶出口环量,提高水轮机的整机效率。; 周凌九徐红新崔涛王正伟; 关键词：水轮机增容改造水力损失水轮机效率

离心泵非定常流动计算及性能预测被引量：26: 2010年; 采用以SSTk-ω模型封闭的雷诺平均方程和滑移网格技术计算了离心泵内的非定常流场.基于非定常流动计算结果,考虑容积损失、圆盘摩擦损失和机械损失,对离心泵的性能进行了预测,并与实测性能曲线进行了比较.结果表明,在给定进口速度的条件下,由于叶轮与蜗壳隔舌的相对位置不同,泵的扬程和轴功率有比较大的脉动,且其脉动幅值随流量的增大而增大.定常流动计算和非定常流动计算所预测的性能曲线在大流量与设计工况时相差不大,在小流量时有明显的差别.与试验曲线相比,预测的扬程曲线偏低,轴功率曲线也偏低,效率曲线比较接近.由于在设计工况时定常计算和非定常计算差别不明显,在设计过程中采用定常计算是可行的.; 周凌九王占民江东智; 关键词：离心泵非定常流动

户用微型轴伸贯流式水轮机优化被引量：2: 2012年; 目前,我国微型水轮机设计普遍处于利用中小型水轮机模型换算的阶段,由于比尺效应的影响,换算过来的水轮机与原始水轮机性能相差较大。本文运用CFD技术,基于RNG k-ε双方程湍流模型和三维时均N-S方程,对某户用微型轴伸贯流式水轮机进行了三维全流道流场数值模拟,找出了主要水力损失部位。并通过对转轮叶片及导叶进行修形和改变轴伸形式等方法对原始水轮机进行优化。优化后的水轮机与原始水轮机相比,流场得到明显改善、效率较原始水轮机提升了22.7%。; 范小付周凌九张昕; 关键词：水力机械数值模拟优化设计

基于不定场流动及动力响应分析的水轮机运行区划分被引量：9: 2010年; 水轮发电机组运行状态随运行工况不同而存在明显的差别.研究了万家寨水电站两种型号的大型混流式机组与水口电站同一种型号两台大型轴流转桨式机组的运行性能和运行区划分方法;发现影响万家寨机组运行稳定性的最主要因素为尾水管内涡带引起的水压力脉动,影响水口水电站机组安全运行的有水力脉动引起的活塞杆动应力、桨叶动应力及转轮水推力等;综合分析在运转特性曲线上绘制的影响机组安全运行参数的分布云图,绘出水轮发电机组的安全运行区、过渡运行区和禁止运行区。; 王正伟秦亮曾季弟林家洋杨金义陈伟江罗永要阎宗国; 关键词：水轮机动应力

射流泵液固两相流特性三维大涡模拟被引量：11: 2012年; 为研究射流泵的三维液固两相流动特性,应用计算流体动力学(CFD)方法模拟其内部流动特征.采用LES方法和混合模型对射流泵在输送固体颗粒时的三维流场进行了数值模拟,分析了不同的固体颗粒直径、固相初始体积分数及流量比等参数对射流泵液固两相射流的湍射流场及射流泵基本特性的影响.结果表明:在较小的流量比条件下,固液两相流射流泵的压力比和效率与清水时的差别不大;但是在较大的流量比条件下,随着固相初始体积分数的增大,基本性能曲线与效率均下降,且流量比和固相初始体积分数越大时,其下降幅度越大;在固相初始体积分数和固相颗粒直径一定时,流量比越大,充分混合后的含砂体积分数将随之增大.固体颗粒直径越大,则越容易产生局部体积分布集中的现象,易在射流泵内形成堵塞.研究结果为工程实际应用提供了一定的技术支持.; 周凌九袁玲丽; 关键词：射流泵液固两相流混合模型大涡模拟流动特性

射流泵内部流动计算中不同湍流模拟方法的比较被引量：10: 2013年; 为了掌握射流泵中工作流体与被吸流体的混合过程,通过基于雷诺平均N-S方程(RANS)的不同双方程湍流模型以及大涡模拟(LES)对射流泵内部三维单相流场进行数值模拟,并将这些模型的计算结果和试验值进行对比,研究了适合射流泵模型的数值方法,并在此基础上,对不同工况下射流泵的内部流动进行了分析.结果表明:采用LES方法对射流泵湍流场进行模拟计算的结果是可靠的,无论是压力比还是效率,LES模型的数值模拟结果均与试验值吻合较好;采用双方程模型预测的喉管段高速核心区在混合过程中能量耗散过快,且没有预测出剪切层的旋涡结构,只有LES方法才能得到合理的旋涡结构,从而能准确地反映出大流量工况时剪切层中工作流体和被吸流体间的动量和能量输运及混合过程,因此LES所预测的射流泵的能量特性比其他湍流模型更接近试验值;流量比越大,工作流体与被吸流体在喉管内的混合位置越靠后,势流核区沿轴向区域越长,均匀混合后的轴向速度越大.; 周凌九袁玲丽; 关键词：射流泵数值模拟大涡模拟流动特性

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国家自然科学基金(50879088)