[發(fā)明專利]一種不完全對稱模型水斗式轉輪的流態(tài)觀測試驗方法

有效

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• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112362301B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 李任飛;劉永新;王茜蕓;夏溢;李樹林
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電機廠有限責任公司
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開一種不完全對稱模型水斗式轉輪的流態(tài)觀測試驗方法，通過不完全對稱模型水斗式轉輪進行流態(tài)觀測試驗時，當試驗射流與第一組觀測水斗相互作用時，試驗射流和觀測水斗之間的流態(tài)與真機轉輪的真機水斗數量為21時是相似的，這樣通過觀測試驗射流與第一組觀測水斗的相互作用了解真機轉輪中真機水斗數量為21時的流態(tài)，當試驗射流與第二組觀測水斗相互作用時，試驗射流和觀測水斗之間的流態(tài)與真機轉輪的真機水斗數量為22時是相似的，這樣通過觀測試驗射流與第二組觀測水斗的相互作用了解真機轉輪中真機水斗數量為22時的流態(tài)，這樣通過一次試驗完成對真機轉輪兩種真機水斗數量的模擬。

技術領域

本發(fā)明涉及一種不完全對稱模型水斗式轉輪的流態(tài)觀測試驗方法。

背景技術

沖擊式水輪機在高水頭電站中應用比較普遍，并且單機容量不斷增加。作為沖擊式水輪機的核心部件，沖擊式水輪機的轉輪即水斗式轉輪的性能至關重要，與反擊式水輪機不同，水斗式轉輪與射流之間的相互作用表現為復雜的非定常汽液兩相流運動，因此在水斗式轉輪的水力研發(fā)過程中，除了采用CFD技術分析外，通過流態(tài)觀測技術觀察進行射流與水斗的相互作用能夠為水力設計方案提供優(yōu)化依據，同時也是水斗式水輪機水力設計的必要環(huán)節(jié)。以往觀測射流與水斗相互作用時只對一組觀測水斗進行流態(tài)觀測，研究水斗數量對流態(tài)影響時，需要進行多次試驗，而本發(fā)明可以通過一次試驗就能夠研究水斗數量對流態(tài)的影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明涉及一種不完全對稱模型水斗式轉輪的流態(tài)觀測試驗方法，技術方案如下：

1)不完全對稱模型水斗式轉輪由輪盤、觀測水斗組成，觀測水斗共分為兩組，每組由3個觀測水斗組成，兩組觀測水斗安裝在輪盤上中心對稱位置，兩組觀測水斗的重心是對稱的，第一組觀測水斗按360°/21分度角安裝，第二組觀測水斗按360°/22分角度安裝，兩組觀測水斗不完全對稱地安裝在輪盤上，其它位置空缺不安裝觀測水斗；

2)通過不完全對稱模型水斗式轉輪進行流態(tài)觀測試驗時，不完全對稱模型水斗式轉輪轉動過程中，兩組觀測水斗與一個固定位置的試驗射流分別相互作用，當試驗射流與第一組觀測水斗作用時，可以通過觀測試驗射流與第一組觀測水斗的相互作用了解真機轉輪中真機水斗數量為21時的流態(tài)，當試驗射流與第二組觀測水斗作用時，可以通過觀測試驗射流與第二組觀測水斗的相互作用了解真機轉輪中真機水斗數量為22時的流態(tài)，這樣通過一次試驗可以模擬真機轉輪中真機水斗數量分別為21和22的兩種狀態(tài)對流態(tài)的影響。

技術效果

1)本發(fā)明通過不完全對稱模型水斗式轉輪進行流態(tài)觀測試驗時，當試驗射流與第一組觀測水斗相互作用時，試驗射流和觀測水斗之間的流態(tài)與真機轉輪的真機水斗數量為21時是相似的，這樣通過觀測試驗射流與第一組觀測水斗的相互作用了解真機轉輪中真機水斗數量為21時的流態(tài)，當試驗射流與第二組觀測水斗相互作用時，試驗射流和觀測水斗之間的流態(tài)與真機轉輪的真機水斗數量為22時是相似的，這樣通過觀測試驗射流與第二組觀測水斗的相互作用了解真機轉輪中真機水斗數量為22時的流態(tài)，這樣通過一次試驗完成對真機轉輪兩種真機水斗數量的模擬。

2)采用本發(fā)明技術之前，比較真機水斗數量對流態(tài)影響需要做兩次試驗，而采用本發(fā)明技術通過一次試驗完成對真機轉輪兩種水斗數量的模擬在提高工作效率的同時，避免了由于射流狀態(tài)的差別及流態(tài)觀測設備位置微小差別對觀測結果的影響。

3)本發(fā)明使用的兩組觀測水斗雖然分度角不相等，但是兩組水斗安裝在輪盤上中心對稱位置，兩種水斗的重心是對稱的，保證不完全對稱模型水斗式轉輪在旋轉過程中不會出現轉動力矩不平衡現象。

附圖說明

圖1為不完全對稱模型水斗式轉輪結構圖

圖2為試驗原理圖

圖3為21個真機水斗的真機轉輪結構圖

圖4為22個真機水斗的真機轉輪結構圖

附圖中：