混流式水輪機內部固液兩相流數值模擬及磨損預估.pdf

1、水輪機為水力發(fā)電系統(tǒng)中的核心部件，在水力發(fā)電系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用。我國水力資源豐富，河流眾多，但河流中含沙量高，含沙水流會對水輪機的運行造成嚴重的破壞。因此非常有必要研究分析水輪機在沙水介質流動下的紊流流動特性，并在其基礎上預估水輪機內部各個流動部件的磨損情況，從而為實際工程設計運行提供一定的參考。
　　本文主要對某電站混流式水輪機水輪機進行了全流道內部流動三維計算模擬，計算模型為原型水輪機。主要計算了該水輪機在不同流量、不

2、同沙粒直徑及不同沙粒濃度情況下的流動特性，可知該水輪機在設計工況下流動情況最好，在沙粒直徑及沙粒濃度較大時，泥沙濃度最大。在此基礎上，結合經驗公式，運用CFX中CEL功能對水輪機轉輪進行了磨損可視化分析，初步預估了轉輪部件的平均磨損量。主要研究內容如下：
　　1.根據該混流式水輪機的二維設計圖，運用CATIA三維建模軟件建立蝸殼、導水機構、轉輪及尾水管的水體模型。
　　2.采用非結構網格劃分方法，運用ANSYS ICEM劃分

3、各個部件的網格，并設置邊界類型。
　　3.利用CFX前處理對該水輪機各個部件進行設定邊界、選擇參數、求解控制一系列操作，運用CFX求解器對該水輪機在不同進口流量、不同沙粒直徑、不同沙粒濃度運行情況下進行三維紊流計算。
　　4.利用CFD POST對計算結果進行后處理，得到不同運行情況下各個過流部件的泥沙體積濃度分布及壓力分布。同時結合經驗公式，運用CFX CEL自定義函數對水輪機轉輪部件進行磨損可視化分析。
　　5.對