阮辉
- 作品数：17 被引量：111H指数：7
- 供职机构：西安理工大学水利水电学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理交通运输工程水利工程农业科学更多>>
- 叶片低压边厚度对水泵水轮机空化性能与强度的影响被引量：15
- 2015年
- 水泵水轮机转轮叶片低压边相比其他部位更具有空蚀的危险性。首先基于低比转速混流式转轮设计程序,设计了3种具有不同厚度的叶片,厚度差异主要在叶片低压边位置;然后采用数值模拟方法对3种翼型转轮分别进行了3个不同出力的水轮机工况以及3个不同流量的水泵工况的全流道定常数值计算,对比分析了各计算工况下具有不同叶片低压边厚度的转轮的空化形态及流动特征;最后采用有限元方法对转轮叶片强度进行了校核。研究表明:3种叶片低压边厚度分布规律的转轮均满足强度要求。空化性能方面,水轮机42%出力工况下,翼型2转轮不发生空化;88%出力工况、100%出力工况和水泵大流量工况下,随着叶片低压边的厚度的增大,空化越剧烈;水泵小流量工况与设计工况下,转轮的空化程度并不因低压边厚度的增大而加剧,而是水泵设计工况下,低压边厚度相对最大的翼型3叶片头部绕流平顺,空化性能相对较好,其他2种翼型由于头部出现脱流和漩涡,出现严重空化。
- 阮辉罗兴锜廖伟丽赵亚萍
- 关键词：水轮机叶片厚度强度校核
- 高比转速混流式水轮机叶道涡工况下转轮的动力特性分析被引量：15
- 2015年
- 为了探讨叶道涡对混流式转轮叶片的作用机理,以某高比转速混流式水轮机为研究对象,选取出现严重叶道涡的小流量工况点开展转轮的瞬态动应力数值模拟。首先基于Navier-Stokes方程和RNG k-ε湍流模型进行了全流道定常和非定常流动计算,得出了转轮内部叶道涡的形态及分布,与实际观测现象非常吻合;然后采用有限元方法对转轮进行了模态分析,获得了转轮在水中的固有频率及振型;最后采用流固耦合方法对转轮进行瞬态动力学分析。研究结果表明:叶片危险部位的动应力的频率为转轮频率的倍频,分布于转轮叶片出口靠近上冠处的局部叶道涡对转轮的作用强度最大,导致叶片出口与上冠连接处的最大动应力值高于一般水轮机转轮的许用应力值,引起转轮该位置发生破坏甚至产生裂纹。
- 阮辉廖伟丽宫海鹏赵亚萍罗兴锜
- 关键词：混流式水轮机小流量工况叶道涡
- 光伏阵列表面风荷载数值研究被引量：14
- 2015年
- 针对标准德州理工大学（TTU）建筑模型，对该文采用的数值模拟方法的可行性进行验证，数值模拟结果与实验数据拟合较好。对4．2m安装间距的5块光伏阵列进行数值模拟研究，根据《建筑结构荷载规范》总结出不同风向角的计算工况下各电池板分块区域体型系数峰值，结果显示：危险点出现在电池板下表面分块区域A2和F2，最大荷载体型系数是规范给定荷载推荐值的几倍；在不同风向角下，电池板1表面大部分分块区域净荷载体型系数大于规范值，而电池板2一电池板5表面的净荷载体型系数仅在区域2处远大于规范值。最后考虑有无遮挡情况下，选取3种安装间距的5块光伏阵列进行数值模拟分析。结果表明，电池板安装间距可在整体上改变电池板上下表面风荷载分布情况。
- 阮辉廖伟丽王康生赵亚萍
- 关键词：危险点
- 叶片安放角分布规律对冷却塔用混流式水轮机转轮性能的影响研究被引量：9
- 2014年
- 基于叶片骨线积分方程,采用逐点积分法针对三种不同叶片安放角分布规律设计了冷却塔用低比转速混流式转轮叶片。通过全流道数值模拟,分析了叶片安放角分布规律对设计转轮的压力分布、尾水管涡核分布及水轮机的能量特性的影响。研究结果表明,最优工况下,三个水轮机效率基本一致,但是叶片表面压力分布随着叶片安放角分布规律不同呈现明显的差异;在小流量工况下,下凹型叶片安放角分布规律设计的转轮效率较高;在大流量工况,按上凸型叶片安放角分布规律设计的转轮单位出力较大;设计工况下,线性分布的叶片安放角分布规律设计的转轮出流相对较好。
- 阮辉廖伟丽赵亚萍罗兴锜
- 关键词：水力机械数值模拟
- 不完全蜗壳轴流式水轮机大流量工况性能分析被引量：4
- 2014年
- 为了研究大流量工况下,轴流式水轮机机组振动严重、效率锐减、空蚀破坏严重、叶片产生裂纹等问题产生的原因,该文以某不完全蜗壳轴流转浆式水轮机模型为研究对象,对其最优工况及大流量工况进行了全流道数值分析,以揭示引起大流量工况下水轮机运行性能变差的主要原因,结果表明:水流惯性使大部分流量直接由非蜗形区域进入导水机构,蜗形区域过流量偏少,蜗壳内流场沿圆周方向分布的轴对称性变差,并且将这些不均匀性传递向下游;水流沿导叶高度方向分配不均匀,蜗形段的活动导叶叶道内产生叶道涡,形成圆周方向不均匀的非稳定源,并对下游转轮产生影响;蜗壳及导叶内的不均匀水力要素传递向下游,使得转轮内不同位置的叶片所受水力矩产生差异,转轮叶片在旋转过程中受交替动应力作用而容易产生裂纹和破坏。因此在大流量工况下,这些水力不稳定因素不仅限制了水轮机的运行范围,而且对机组的稳定性及强度产生威胁。该研究结果对轴流水轮机的水力设计以及大流量工况下的实际运行具有一定的参考意义。
- 廖伟丽赵亚萍赵倩云阮辉罗兴锜
- 关键词：流场流场特性
- 叶片高压边安放角对高水头水泵水轮机性能的影响被引量：3
- 2015年
- 基于低比转数混流式转轮设计程序,在保证转轮其他参数一致的条件下,分别设计了3个具有不同高压边安放角的叶片,并采用CFD技术对3个转轮分别进行了5个水轮机工况和5个水泵工况的全流道数值模拟,分析了叶片高压边安放角对水泵水轮机能量特性、水轮机工况转轮的来流和水泵工况转轮与活动导叶的动静干涉现象的影响.研究表明,水轮机工况下,数值计算的叶片冲角绝对值大于给定冲角的绝对值,叶片的负冲角越大,导致转轮进口撞击越剧烈,引起水轮机工况水力效率略有下降,但是对转轮内流态扰动很小.水泵工况下,叶片高压边安放角越大,与其相匹配的活动导叶转角越小;由于安放角2叶片与14°转角的活动导叶和固定导叶三者相匹配,其水力效率相对最高;而其他3种高压边安放角叶片由于不匹配,内部流场出现了撞击、脱流和回流等不稳定现象,引起水泵工况水力效率的严重下降.
- 阮辉廖伟丽赵亚萍罗兴锜
- 关键词：水泵水轮机数值模拟流动特性
- 轴流式水轮机叶片几何参数对水轮机运行范围的影响被引量：2
- 2014年
- 本文采用多目标遗传算法对轴流式水轮机叶片进行优化,从优化过程中产生的众多叶片中选取四种特征明显的叶片,并进行分析和对比,以研究不同叶片几何参数(包角、叶栅稠密度、叶片空间挠度)与水轮机运行性能之间的关系。研究结果表明:叶片空间挠度越大,叶片正背面压差越大,对空化性能越是不利;翼型弦长越短,叶片受力面积和叶栅稠密减小,缩小了水轮机的运行范围,且使得高效率区向大流量,小转速的工况移动;叶栅稠密度过大,流道间的排挤增大,水轮机损失增大,高效区范围也缩小。
- 赵亚萍廖伟丽阮辉李志华罗兴锜
- 关键词：水力机械轴流式水轮机运行性能运行范围
- 轴流式水轮机叶片进水边形状对其性能的影响被引量：19
- 2012年
- 针对轴流式水轮机叶片几何形状差异对水轮机的运行性能和运行范围产生的影响,研究了轴流式水轮机不同叶片进水边形状与水轮机性能参数之间的关系。在相同叶片安放角的情况下,对具有3种不同叶片进水边形状的轴流式模型水轮机进行数值研究。研究结果表明:在相同的叶片安放角的情况下,不同的叶片进水边形状不仅可以改变流道中从轮毂到轮缘的流量及环量分配;而且能够有效的改善叶片正背面压力分布,减小转轮内部的低压区,提高水轮机效率及空化性能;同时不同的水轮机进水边形状可以调节水轮机运行范围。研究结果可为水轮机的优化设计提供理论指导。
- 赵亚萍廖伟丽李志华阮辉罗兴锜
- 关键词：轴流式水轮机空化性能运行范围
- 基于安放角的考虑双向流动的高水头水泵水轮机转轮设计
- 我国的抽水蓄能电站有向高水头和大容量发展的趋势,可逆式转轮的设计要兼顾水轮机和水泵两种运行特性,由于高水头水泵水轮机转轮的形状接近离心泵,且叶片安放角分布规律对水泵的扬程、流量和功率有很大影响.因此,本文基于低比速混流式...
- 阮辉廖伟丽宫海鹏罗兴锜
- 关键词：抽水蓄能水电站水泵水轮机转轮设计
- 文献传递
- 基于弱可压缩的水泵水轮机S区压力脉动分析被引量：7
- 2017年
- 高水头水泵水轮机S特性会导致其在水轮机工况并网困难,严重时会引起机组的振动,对电站的安全稳定运行产生不利影响。为了研究水泵水轮机S特性工作区域的压力脉动情况,本文以国内某抽水蓄能电站水泵水轮机为研究对象,对水泵水轮机内部流动进行了全流道定常和非定常数值模拟,并分析了其稳定工况、小转矩工况、小流量工况以及反水泵工况无叶区和尾水管内的压力脉动特性。结果表明:S特性区静压波动比较大;在活动导叶与转轮之间的无叶区,考虑可压缩性的主频均为叶片通过频率,而不考虑可压缩性时,小转矩工况的主频为2倍频;考虑可压缩性的幅值稍大,但无论是否考虑可压缩性,特征幅值都是随着单位流量的减小先增大后减小,同时该区域14fn和21fn等高频压力脉动的幅值较小;尾水管内压力脉动的主频为fn、3fn和4fn,稳定工况的幅值最小,弯肘段和出口段其他工况的幅值为稳定工况的十几倍,与回流涡结构有关。
- 王李科廖伟丽卢金玲赵亚萍阮辉王晶
- 关键词：水泵水轮机流场压力脉动
