含沙水中混流式水轮机内部流动的数值模拟

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1、４分类号密级ＵＤＣ硕±学位论文含沙水中溜流式水轮机内部流动的数值模拟作者姓名：周倩倩、学科专业：流体机械及工程学号：２１２０１２０８０７０４００３－Ｈｉｌ：＾ＳＢｆｆｉｉ一Ｊ＾指导教师：刘小兵完成日期：２０１５年４月、、＼ｉｍＢｍｖａｕ＾？謹占婦ｆＡＳＨ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，除文中己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集体己经发表的研究成果，化不

2、包含其他＆申请学位或其他用途使用过的成果一。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。学位论文作者签雀：间巧儀指导教师签名。，（、口曰期、名曰期ｆｅｆ：女皮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识产权属于西华大学，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和也子版，允许论文被查岡和借阅，西＾Ｌ华大学可１乂将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可乂

3、采用影印、缩印或担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）＾／学位论文作者签如指导獅签名：曰期：訓〇日期心＾１、＾＾（ClassifiedIndex:UDC:XihuaUniversityMasterDegreeDissertationNumericalsimulationandAnalysisofInternalflowofFrancisturbineinsandywaterCandidate:ZhouQian-qianMajor:FluidMachineryandEngineeringStuden

4、tID:212012080704003Supervisor:Prof.LiuXiao-bingAssociateProf.ZengYongzhongApril,2015西华大学硕士学位论文摘要与其他能源相比，水力发电具有开发技术成熟，对环境冲击小，综合效益大等优势。世界各国都在积极加大对水力发电的投入力度。然而，我国河流的突出特点就是水流中带有大量的沙粒。在其流域上运行的电站水轮机容易遭受泥沙的磨损破坏，从而改变其过流表面的形状。由此引起效率降低，机组运行振动加剧，机组检修频繁，大修期延长等一系列间接后果。水轮机内部沙水流动的研究是泥沙磨损研究的基础。因

5、此，开展固液两相流条件下水轮机内部沙水流动的研究具有重要的意义。实践证明，对于在高水头条件下运行的混流式水轮机，在转轮中加入短叶片可以使泥沙磨损情况有所减轻。但对短叶片的具体功能还需要深入研究。本文以某一低比转速混流式水轮机为例，借助数值模拟软件CFX研究含沙水条件下常规转轮和长短叶片转轮在不同运行工况下，水轮机过流部件的压力和泥沙分布情况。通过比较能够得出，转轮中加入短叶片后有助于减轻水轮机泥沙磨损。研究的主要内容如下：1.根据水轮机的参数，借助UG软件，对水轮机的过流部件建模，并把建好的模型用Parasolid格式导出。然后在ICEM中对实体划分网格

6、；2.将画好的网格文件导入到ANSYSCFX-Pre中进行物理定义和条件设置并借助软件CFX-Solver进行数值计算。得出当颗粒直径和体积浓度一定时，流量不同的情况下转轮在有无短叶片时各过流部件内流场流动情况；3.在CFX-Post中，对计算结果进行处理，得出它们的压力分布，泥沙分布情况，分析流体的流动状态；4.对比模拟结果借助理论知识，定性分析短叶片对在含沙水条件下运行的水轮机的性能影响。关键词：混流式水轮机；长短叶片转轮；沙水；内部流动；数值模拟I含沙水中混流式水轮机内部流动的数值模拟AbstractComparedwithothertypesof

7、energies,hydroelectricpowerhaslotsofadvantageslikeadvancedtechnology,smallimpactontheenvironment,andlargecomprehensivebenefits.Thepriorityhasbeengiventothedevelopmentofhydroelectricpowerintheworld.However,theriversinChinahavelargesedimentconcentrations.Whenworkinginthoserivers,tu

8、rbineswouldbedestroyedbysandparticlesand