水轮机泥沙磨损研究进展.pdf

《水轮机泥沙磨损研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、水利水电技术第45卷2014年第4期水轮机泥沙磨损研究进展易艳林，陆力(中国水利水电科学院，北京100038)摘要：本文从泥沙磨损机理的试验研究和数值模拟、磨损影响因素及磨损预估模型三个方面阐述了国内外对水轮机泥沙磨损问题的研究成果，并提出了今后水轮机泥沙磨损研究的相关建议，为进一步开展磨损机理的研究进而建立可靠实用的磨损预估模型提供参考。关键词：水轮机；泥沙磨损；磨损预估模型；研究进展中图分类号：7Ⅳ734．1文献标识码：A文章编号：1000．0860(2014)04．0160．04Pmgre鹞of饨s既rcho

2、n蚰tabmsiVee阳嫡onofhydm曲ctllrb妇YIYaJllin．LULi(ChimInstitute0fwaterRe∞urces蚰dHydmpowerResearch，Beijing100038，Clli舱)A呐tmct：’Iheac

3、lieVementsfromtlIeresearchontllesiltabmsiVeemsionofhydmulicturbineathome明dabmada陀exp砒iatedhereinf而mthe鹊pects0fexperimemalre∞archandnum

4、ericalsimulationontllemechaIlism0fthesiltabr够iveemsion，tlIeim—pactingfactors0ftheemsion蚰dtllepredictionmodel“tlleemsion，andfhrthe珊ore，therelev肌tsu髂estionsontIIemsea托hofthesiltabr鹊iveemsionofhydmulicturbinemadeintlledaystocomearepmposed鹪weu；whichpID、ridesomeref

5、erencesforcarryingouttIlefurtherresearchontlIemech蚰ismoftlleemsion锄dthenestablishingtllereliable明dpmcticalerosionpredic-tionmodel．Keywords：hydmlllicturbine；siltabr鹊iveemsion；emsionpredictionmodel；researchprogress1引言我国是一个多泥沙河流国家，在河流中运行的水轮机不可避免地面临泥沙磨损问题。黄河是我国含沙量

6、最多的河流之一，建于黄河上的电站，其泥沙磨损比较严重，我国泥沙磨损问题的研究也是从黄河开始的。随着葛洲坝、三峡工程的动工建设，有关长江上水轮机的泥沙磨损问题受到重视，虽然长江流域的年平均过机泥沙量较小，但泥沙中硬颗粒含量较多，其磨损能力也较强，在汛期其破坏作用更显著。近年来，随着水电机组向高水头、高比转速发展，小含沙量造成的磨损问题引起关注。在项目可行性研究及初步设计阶段，需要预估泥沙对真机可能造成的磨损。目前有关泥沙磨损的研究主要通过试验方法，辅以数值模拟。常用的试验装置有冲击射流装置、旋转圆盘绕流装置、循环水洞

7、等，各自特点不同，可对不160同试验条件进行模拟；数值计算虽然取得一定成果，但其在许多方面仍不够成熟。2磨损试验和数值模拟2．1磨损试验目前水轮机泥沙磨损试验主要集中在研究流场条件(速度、冲角)、泥沙性质(尺寸、形状、硬度)、含沙量及材料耐磨特性等对磨损的影响。Sato⋯利用空气中的冲击射流装置、水中的冲击射流装置和旋转圆盘装置对几种钢材进行试验，观测不同试验条件下(冲角、粒径、流速)材料表面破坏的微观特征，根据结果分析材料磨损的方式。收稿日期：2013—10．10基金项目：科技部国家重大科学仪器设备开发专项“水力

8、机械磨蚀测试系统研制”(20llYQ070049)。作者简介：易艳林(1989一)，女，河南信阳人，硕士研究生。wa研兄盱o“，嬲4耐卿d唧以埘E’曙访鲫衄的L4jND．4M．K．Padhy[21等对小型水斗式水轮机进行试验，观测真实流动条件下沙粒性质、含沙量对磨损率的作用，研究发现不考虑沙粒大小时，磨损率随着含沙浓度增加而增大；而对给定的浓度值，大尺寸颗粒的磨损率大于小尺寸颗粒。Kenic“纠等在射流磨损试验装置上对多种材料及涂层的磨损试验结果表明：速度较高时(口=40m／s)，60。一900之间的冲击角变化对磨

9、损几乎没有影响，但冲击角度较小时破坏程度随角度减小而减小；速度较低时(口=10·n／s)，冲击角增大到一定时，破坏程度反而减小，同时试验发现材料抗磨损能力取决于其硬度。H．PNeppane[41将Thapa”1建立的试验装置进行改造模拟含沙水中轴流式水轮机导叶出口及转轮入口流动，试验发现磨损与流动过程中粒子运动轨迹偏离流线有关，且粒子尺寸越大，浓度越高，运动