[1]张雷,曹尊毅,王金亮,等.多沙河流水轮机活动导叶泥沙磨损数值模拟研究[J].水利与建筑工程学报,2022,(03):1-7.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2022.03.001]
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多沙河流水轮机活动导叶泥沙磨损数值模拟研究()
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《水利与建筑工程学报》[ISSN:1672-1144/CN:61-1404/TV]

卷:
期数:
2022年03期
页码:
1-7
栏目:
出版日期:
2022-05-30

文章信息/Info

作者:
张雷14曹尊毅12王金亮3汪生彪5杨志贤5石广帅6
1.黄河水利委员会黄河水利科学研究院,河南郑州450003;2.河海大学能源与电气学院,江苏南京210098;3.黄河万家寨水利枢纽有限公司,山西太原036412;4.河南省水电工程磨蚀测试与防护工程技术研究中心,河南郑州450003;5.新疆华电沙尔布拉克水电有限责任公司,新疆乌鲁木齐830092;6.河南智河工程技术有限公司,河南郑州450003
关键词:
活动导叶立面密封DPM模型数值模拟泥沙磨损
分类号:
TV734.1
DOI:
10.3969/j.issn.1672-1144.2022.03.001
摘要:
多沙河流水电站水轮机活动导叶磨损严重,导致机组出现“潜动”现象,甚至危及机组安全运行。为了揭示小开度工况下导叶区域的流动特性以及磨损特性,建立了万家寨原型水轮机全流道三维水体模型,采用DPM模型和标准湍流模型对四种小开度工况进行了固液两相流数值模拟计算,结果表明:10%开度工况与40%开度工况相比,叶栅流道的流态变差,导叶区域的流速和压强变化梯度增大,导叶立面密封位置两侧压力差由48kPa增加到108kPa,立面密封处流速由18m/s增加到24m/s;在10%开度工况下,叶栅流道狭窄,含沙水流在活动导叶出口形成射流磨损,导致活动导叶迎水面的头部和出水边以及背水面立面密封位置处磨损严重,随着导叶开度增大,活动导叶表面的磨损程度以及磨损区域都逐渐减小。本研究对于多泥沙电站水轮机稳定运行以及活动导叶的磨损防护具有重要意义。

参考文献/References:

[1] 方 兴,余志顺,刘小兵.高水头多泥沙电站水轮机导叶的泥沙磨损研究[J].人民黄河,2019,41(6):121-124.
[2] 徐存东,南瑞芳,魏怀东.大型双吸离心泵流场数值模拟及汽蚀修复[J].水利与建筑工程学报,2014,12(3):199-203.
[3] QianB,ZhangL,MaY,etal.Researchonabrasionprotection technology ofhydroturbine components inGongzuiHydropowerStation[J].IOPConferenceSeries:EarthandEnvironmentalScience,2020,453:12063.
[4] 陆 力,刘 娟,易艳林,等.白鹤滩电站水轮机泥沙磨损评估研究[J].水力发电学报,2016,35(2):67-74.
[5] 李贵勋,张 雷,郑 军,等.刚柔并济应对复杂环境下水轮机导水机构磨蚀破坏[J].水电站机电技术,2020,43(4):5-7.
[6] 刘小兵,曾永忠,华 红,等.渔子溪电站水轮机转轮叶片泥沙磨损研究[J].西华大学学报(自然科学版),2020,39(5):67-73.
[7] RakibuzzamanM,Kim H,Kim K,etal.Numericalstudyofsedimenterosionanalysisinfrancisturbine[J].Sustainability,2019,11(5):1423.
[8] 张 广,魏显著,刘万江.水轮机导叶区固液两相流动数值研究[J].大电机技术,2015(2):42-45.
[9] 廖 姣,赖喜德,张 兴.泥沙直径和浓度对混流式水轮机转轮内流场的影响[J].水力发电学报,2017,36(5):88-94.
[10] ChenY,LiR,HanW,etal.Sedimenterosioncharac-teristicsandmechanismonguidevaneend-clearanceofhydroturbine[J].AppliedSciences-Basel,2019,9(19):4137.
[11] 韩 伟,陈 雨,刘 宜,等.水轮机活动导叶端面间隙磨蚀形态演变预测[J].农业工程学报,2018,34(4):100-107.
[12] 苏佳慧,郭志伟.基于磨损公式的磨损模型适用性研究[J].中国农村水利水电,2019(4):104-109.
[13] 李彦浩,郭 豹,肖业祥.高水头混流式水轮机转轮泥沙磨损特性模拟研究[J].水力发电学报,2020,39(2):112-120.
[14] 庞嘉扬,张惠忠,杨建明,等.高水头混流式水轮机沙水流动数值模拟及转轮泥沙磨损实验研究[J].水动力学研究与进展(A辑),2020,35(4):436-443.
[15] 刘 凯,桂 林,胡 彬.混流式水轮机导水机构内水流流态数值模拟[J].西南民族大学学报(自然科学版),2012,38(5):831-837.
[16] 赵相航,解宏伟,郭 馨,等.基于VOF模型的台阶式溢洪道数值模拟[J].水利与建筑工程学报,2016,14(3):143-148.
[17] LarsN,TerjeS.Erosionofoil& gasindustrychokevalvesusingcomputationalfluiddynamicsandexperi-ment[J].InternationalJournalofHeatandFluidFlow,1998,19(6):636-643.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2022-02-06     修稿日期:2022-03-07
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51779101;U1965110);江苏省科研与实践创新计划项目(SJCX21 0196)
作者简介:张 雷(1982—),男,博士,正高级工程师,主要从事水力机械磨损机理与防护技术方面的工作。E-mail:hkyzhanglei@163.com
更新日期/Last Update: 2022-05-30