水泵水轮机水轮机工况压力脉动研究

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1、硕士学位论文水泵水轮机水轮机工况压力脉动研究STUDYONTHEPRESSUREPULSATIONINHYDRAULICTURBINECONDITIONOFAPUMPTURBINE周一夔哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TH311学校代码：10213国际图书分类号：621.22密级：公开工程硕士学位论文水泵水轮机水轮机工况压力脉动研究硕士研究生：周一夔导师：宫汝志讲师申请学位：工程硕士学科：动力工程所在单位：能源科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH311U.D.C:62

2、1.22DissertationfortheMaster'sDegreeinEngineeringSTUDYONTHEPRESSUREPULSATIONINHYDRAULICTURBINECONDITIONOFAPUMPTURBINECandidate：ZhouYikuiSupervisor：Lecturer.GongRuzhiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerEngineeringAffiliation：SchoolofEnergyScienceandEng

3、ineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要近年来为满足生产生活中节能环保与供电稳定性等要求，抽水蓄能电站的发展速度在逐渐加快。水泵水轮机作为其中重要的流动部件，其整体性能和局部参数也得到了越来越多的重视。而在水轮机经过长期研制与发展的现在，整机效率和输出功率这些外特性不再是考察的着重点。机组的稳定性与更为细致的内部流动特征和局部参数的调整是当下的研究方向。水泵水轮机的水轮机工况下

4、流动脉动主要来源于导叶和转轮间无叶区的动静干涉，以及偏工况下尾水管内部的涡带振动，这两个主要因素构成流道内部流动的周期性脉动特征。另外在常规流动模拟时需要的计算资源较大，为减少计算时间考虑改变通道布置方法。最后为了对脉动特征构建整体的认识，着重分析了一个工况下全通道非定常流动中的脉动分布。基于以上研究方向，本文主要的内容如下：（1）引入变采样点数的幅值计算方法，减少由于信号非周期性导致的频率泄漏，进而缩小对应频率幅值上的随机误差。方法应用于全工况的无叶区测点脉动，得到幅频特性与开度、单位转速关系。对单开度尾水管脉动分析，提取定位范围内主频特性，

5、分析已有实验数据在计算低频时的不足。（2）为节省计算资源，考察不同开度，如11mm、13mm、21mm、27mm和35mm等开度下不同通道布置的模拟策略，比较对应的频率幅值，验证瞬态叶栅分析类型的可行性。同时对部分工况计算了传统的全通道流域设置的相关脉动特性，以及变通道布置下传统周期瞬态分析的非定常计算。（3）对13mm开度的某个工况进行全通道数值模拟并分析其动静干涉脉动的频率幅值分布。计算前在前处理中进行多个监测表面的测点布置，计算后导出测点数据将频率幅值的分布情况进行了数种方式的表现。以上研究思路对以后进一步开展水轮机改型设计与复杂流动模拟

6、中将提供实验与计算参考。关键词：水泵水轮机；压力脉动；动静干涉；变通道模拟I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractInrecentyears,inordertomeettherequirementsofenergysaving,environmentalprotectionandpowersupplystabilityinproductionandlife,thedevelopmentspeedofpumpedstoragepowerstationsisgraduallyaccelerating.Asanimportantflowcom

7、ponent,pumpturbineshavereceivedmoreandmoreattentionfortheiroverallperformanceandlocalparameters.However,afterthelong-termdevelopmentofturbines,theexternalcharacteristicssuchasoverallmachineefficiencyandoutputpowerarenolongerthefocusofinvestigation.Thestabilityoftheunitandmor

8、edetailedinternalflowcharacteristicsandadjustmentoflocalparametersarethecur