混流式水轮机轴向水推力的研究

摘要

混流式水轮发电机组轴向水推力是机组设计的重要数据，其值的准确性不仅直接关系到机组的稳定性，而且对机组设计尺寸和重量也有很大的影响，尽而会影响到水轮发电机组的造价和企业的经济效益。　　本文首先对于作用于混流式水轮发电机组的轴向水推力的各种现行方法进行了分析，然后再与机组现场实测结果进行比较，发现已有的计算方法均存在一定不足之处。显然随着大容量混流式水电机组的发展，一直沿用的确定混流式水轮机轴向水推力的计算方法已不能满足此类机组设计需要。　　由于在传统计算方法中没有考虑相关结构因素对轴向水推力的影响，致使计算出的水推力数值与实测结果有较大的出入；另一方面对于高水头混流式机组，也曾出现过作用于机组转动部分的向上作用力大于转动部分重量，发生机组转动部分与固定部分因碰撞而损坏的事故。　　本课题基于不同比转速下模型试验结果分析了作用于混流式转轮各部分轴向水推力的比重，基于这种分析，提出了较准确地计算轴向水推力的方法，该方法的基本思路是将CFD与已有试验结果相结合。即按CFD方法确定的导叶后转轮前的压力值，从而确定上冠、下环处作用力，按已有相近比转速混流式转轮的试验结果确定作用于转轮内部的水推力。　　在上述研究的基础上，提出对于降低不同比转速轮混流式水轮机的轴向水推力的基本思路和主要措施。即对中、高比转速的混流式水轮机主要是应该采取结构措施降低作用于上冠的作用力，其中首推方案为采用均压管方案；对低比速混流式水轮机则应在考虑上冠、下环作用力平衡的基础上充分留有余地以防在小流量区或甩负荷时出现抬机现象，设置上冠外侧与下环间的均压管是防止此类机组抬机的良好措施。

目录

混流式水轮机轴向水推力的研究

INVESTIGATION OF HYDRAULICTHRUST ACTING ON FRANCISTURBINES

摘要

Abstract

目 录

第1 章 绪论

1.1 水电机组的轴向力研究目的和意义

1.2 国内外研究概况

1.3 本文的主要研究内容

第2 章 各种轴向推力计算方法的分析

2.1 列宁格勒金属工厂的方法

2.2 原克瓦纳公司的方法

2.3 作用于转轮上冠下环的水推力c F 、B F 的确定

2.4 本章小结

第3 章 轴向水推力模型试验研究及降低水推力的措施

3.1 工作原理

3.2 不同比转速混流式转轮模型轴向力试验结果及其分析

3.3 降低轴向力措施及抬机原因分析

3.4 本章小结

第4 章 导叶与转轮间静压力的CFD 数值模拟

4.1 不同比速转轮导叶后转轮前的压力变化规律

4.2 采用CFD 计算导叶后转轮前的静压

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

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致谢

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