含沙水中混流式水轮机内部流动数值模拟及分析

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1、■．■＇＇—＞一密级分类号—ＵＤＣ硕壬学位论文含沙水中混流式水轮视内部流动数值模热及分析－：作者姓名：叶谱学科、专业：氷利氷电工程ｆｅ学号：２１２０１２０８１５０４００３ｊ｜＇指导教邮：刘小兵．＊八‘、ｄ？ｒｆｆｃｉｒ完成日期：２０１５年４巧於Ｘ、＞３＊．‘１＾ｌｎ＾產＞；■ＩＨｉＨ西华大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巴经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或

2、集体己经发表的研究成果，化不包含其他己申请学位或其他用途使巧过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。八、！４学位论文作者签畴指导教师签名曰＇０曰期。．＇ｔ。期：如Ｋ心（疋仪各西华大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，在校攻读学位期间论文工作的知巧产权属于西华大学：同意学校保留并向国家有关部口或飢构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，西华大学可１＾乂将本论文的全部或部分巧容编入有关数据库进行检

3、索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）／７ｂ’＂学位论文作者签名：巧指导教师签名；＇货曰期：＇＇１口曰期如仪＇＾／諸（ClassifiedIndex:UDC:XihuaUniversityMasterDegreeDissertationNumericalSimulationandAnalysisofInternalFlowofFrancisTurbineinSandyWaterCandidate:YePeiMajor:WaterConservancyandHydropowerEngineeringSt

4、udentID:212012081504003Supervisor:Prof.LiuXiao-bingAssociateProf.ZengYong-zhong西华大学硕士学位论文摘要我国水资源蕴藏量丰富，水电是我国的重要能源，而水轮机作为水电站运行的核心部分，在电站运营的过程中却面临着许多问题，如水轮机内部流场中出现的空化、泥沙磨损等，从而影响水轮机的运行性能，导致检修周期缩短，电站的运营成本远远超出预期，因此，研究水轮机内部流动，预测水轮机的水力性能具有重要的意义。本文以锦屏电站方提供的混流式水轮机资料为基础，运用UG软件，对水轮机全流道模型进行建立，然后基于CFX平台，对该模型在清水

5、介质和沙水介质中，四种不同工况下，分别进行三维流场数值模拟，以供锦屏二级水电站的运行检修以及其它电站水轮机设计提供理论依据。本文主要研究内容如下：(1)以电站方提供的水轮机资料和木模图作为基础依据，利用UG软件，分别建立起水轮机的蜗壳、座环、转轮以及尾水管四大构件，待各个过流部件建立完成后，再装配好，建立起全流道模型。(2)把在UG中建立好的模型导入CFX前处理模块ICEMCFD当中，运用四面体网格分别对水轮机的每一个过流部件进行划分，检查网格质量并进行优化，直至网格质量满足模拟要求，以“cfx5”格式导出。(3)在CFX-Pre中导入网格模型，研究不同负荷情况下的水轮机在清水介质中全流

6、道进行定常流模拟，在CFD-Post软件进行后处理，得到每一个过流部件的压力分布情况并进行分析。(4)在沙水介质中，研究与清水条件下相同的几个负荷情况下，不同粒径，不同浓度的泥沙条件下，对水轮机的全流道采取定常流稳态模拟，在CFD-Post软件进行后处理，得到每一个过流部件的压力和泥沙分布情况并比较和分析。(5)将相同负荷情况下清水和沙水介质中的水轮机流场模拟结果进行分析比较，对水轮机性能进行预测，并为水轮机今后的运行提出可靠建议。通过本次模拟，实现了在含沙水中对水轮机水力性能的预测。关键词：混流式水轮机；沙水；内部流动；数值模拟；分析I含沙水中混流式水轮机内部流动数值模拟及分析Abst

7、ractChinahasanabundantreserveofwaterresourcesandhydropowerisoneofthemostimportantenergyresources.Asthekeypartofahydropowerstation,hydraulicturbinehasmanyproblemsduringtheoperationofpowerstations,suchascavitationandsand