[發(fā)明專利]一種水輪機(jī)泄水錐打孔方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710110916.6
• 申請(qǐng)日: 2017-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN106951602B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇文濤;趙越;劉登峰;李小斌;周增昊;趙昊陽;鄭智穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;F03B11/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種水輪機(jī)泄水錐打孔方法，其特征在于：

步驟1、建立模型測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)不同的泄水錐打孔模型進(jìn)行匹配加工，根據(jù)不同構(gòu)型的泄水錐完善水力測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行高速攝影測量，獲取水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)部及尾水管渦帶的實(shí)驗(yàn)信息；

步驟2、選取湍流模型，使用RANS模擬方法進(jìn)行水輪機(jī)全流場三維非定常模擬，捕捉轉(zhuǎn)輪葉片間葉道渦、尾水管渦帶以及葉片進(jìn)口邊脫流空化現(xiàn)象，根據(jù)捕捉到的現(xiàn)象確定產(chǎn)生渦帶初生的地方，在所述渦帶初生的地方進(jìn)行打孔；

步驟3、綜合模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬數(shù)據(jù)，對(duì)不同流量偏工況下的不同泄水錐打孔模型進(jìn)行測試；

所述模型測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的測試工況為采用單位轉(zhuǎn)速n₁₁和單位流量Q₁₁來描述全流道內(nèi)流動(dòng)工況，通過調(diào)節(jié)裝置空化系數(shù)σ改變測試中的環(huán)境壓力水平，通過調(diào)節(jié)活動(dòng)導(dǎo)葉開度a改變單位轉(zhuǎn)速和單位流量；

單位轉(zhuǎn)速n₁₁定義為：

式中D₁——模型水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪直徑，單位為m；

H——模型水輪機(jī)實(shí)驗(yàn)水頭，單位為m；

N——模型水輪機(jī)中的轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速，單位為r/min；

單位流量Q₁₁定義為：

式中Q——模型混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)過流流量，單位為m³/s；

裝置空化系數(shù)σ定義為：

式中H_va——模型實(shí)驗(yàn)循環(huán)回路中尾水箱內(nèi)的真空值，單位為m；

H_a——實(shí)驗(yàn)中當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Q算成的水頭，單位為m；

H_s——實(shí)驗(yàn)中水輪機(jī)的吸出高度，單位為m；

H_v——實(shí)驗(yàn)溫度下的飽和蒸汽壓換算成的水頭，單位為m；

所述模型測試實(shí)驗(yàn)工況包括小流量偏工況和大流量偏工況，工況點(diǎn)參數(shù)為：

小流量偏工況參數(shù)取a＝16mm，n₁₁＝80.4r/min，Q₁₁＝0.486m³/s，σ＝0.258；

大流量偏工況參數(shù)取a＝28mm，n₁₁＝83.2r/min，Q₁₁＝0.768m³/s，σ＝0.277；

所述泄水錐為短直型的泄水錐，所述泄水錐打孔為打4孔的泄水錐，沿著泄水錐的軸心相對(duì)穿孔成2孔的泄水錐，再在2孔的泄水錐的基礎(chǔ)上，在相對(duì)靠下的位置垂直對(duì)穿2孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打孔方法，其特征在于：所述湍流模型采用應(yīng)力剪切模型。