石家莊風(fēng)機(jī)廠 石家莊風(fēng)機(jī) 石家莊市風(fēng)機(jī)廠 石家莊風(fēng)機(jī)維修 石家莊風(fēng)機(jī)銷售在進(jìn)行水輪機(jī)的性能研究過程中,如果數(shù)值模擬水頭不同或者轉(zhuǎn)速不同,同一個(gè)模型得到的性能參數(shù)也不同,因此若直接用數(shù)值模擬所得數(shù)據(jù)繪制水輪機(jī)的性能曲線,即便對(duì)從性能曲線上可以看出,型線a的水輪機(jī)過流能力,效率以及功率都略優(yōu)于型線b的水輪機(jī)。從流場的角度可以解釋不同型線的水禍輪對(duì)水輪機(jī)的性能有微小差別的原因。為了便于對(duì)比分析,將用于比較的云圖左側(cè)的標(biāo)尺調(diào)整到相同的區(qū)間,下文的流場圖均做該處理。葉型的差別造成葉片表面壓力分布的差異主要在葉片的進(jìn)水邊和吸力面。如圖4.9所示,對(duì)于型線b,由于葉片進(jìn)水邊有一定的厚度,射流水直接撞擊葉片前緣會(huì)形成局部高靜壓并消耗較大的能量損失。進(jìn)水邊與吸力面由于結(jié)構(gòu)突變,曲線邊界不連續(xù),水流會(huì)在吸力面靠近進(jìn)水邊的一側(cè)偏離葉片型線而形成低壓區(qū),但是由于葉型b中間部分進(jìn)行了減薄所以吸力面沒有在此處形成低壓區(qū)。如圖4.8所示,型線a的進(jìn)口邊尖銳,水流直接沿葉片邊界繞流,進(jìn)口邊低壓不明顯,不容易發(fā)生空化。但是葉型a中間圓弧段的圓弧半徑較小,曲率大,容易造成脫流,致使形成如圖4.10所示的低壓區(qū),但該低壓區(qū)的壓力比圖4.11型線b低壓區(qū)的壓力值略高,但是隨著計(jì)算工況進(jìn)口水壓的增大,差距也會(huì)步增大,存在空化的隱患。與型線b相比,型線a兩端非常窄,這對(duì)加工來說無疑是一個(gè)棘手的問題。另外,水禍輪材料選用的是聚縮酸,材質(zhì)較軟,采用型線a也會(huì)增加加工失敗的風(fēng)險(xiǎn)。型線b中間段的減薄處理對(duì)流場有改善作用,而進(jìn)口端面的加厚處理對(duì)流場起到了惡化的作用。但是整體而看,型線的變化對(duì)水輪機(jī)性能的影響并不大,為了便于加工,可以采用型線b來取代型線a。
4.3.2葉片數(shù)量對(duì)水輪機(jī)性能的影響分析
葉片在水禍輪上布置的數(shù)量多少會(huì)影響葉柵間距的大小,而葉柵間距直接影響葉輪的過流斷面的面積,因此水輪機(jī)的各項(xiàng)性能也會(huì)受到葉片數(shù)量的影響。斜擊式水輪機(jī)葉片數(shù)的合理確定應(yīng)該滿足:一方面不因葉片過稀使水流質(zhì)點(diǎn)漏射在葉片以外的地方,引起容積效率降低;另一方面,不因葉片過密導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪出口處葉柵過密而引起出口速度過大,降低轉(zhuǎn)輪的水力效率。本文研究的水輪機(jī)出口結(jié)構(gòu)跟典型的斜擊式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)不同,典型的斜擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪完全暴露在空氣中,必須安裝在下游水位之上,而本文研究的水輪機(jī)水流軸向通過葉片后有出水管回收能量。所以有必要對(duì)本文研究的水輪機(jī)葉片在水禍輪上的布置數(shù)量另外展開討論。本節(jié)探討了葉片數(shù)量范圍在24~48個(gè)時(shí)水禍輪對(duì)水輪機(jī)性能的影響,其中葉片在輪教上都周向均布。葉片數(shù)量為24、30、36、42和48個(gè)時(shí),均布角度分別為15度、12度、10度、8.57度和7.5度,其中原型水禍輪葉片為36個(gè)。為了得到水輪機(jī)的性能曲線,同樣選用水輪機(jī)轉(zhuǎn)速為4000rpm,壓力進(jìn)口分別為0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa的六個(gè)工況進(jìn)行模擬計(jì)算,通過模擬計(jì)算得到水輪機(jī)的水頭、功率和效率,從而得到水輪機(jī)4000rprn的水頭與流量關(guān)系曲線,水頭和功率關(guān)系曲線和水頭與效率關(guān)系曲線。由圖4.12可以看出,在0.2MPa
水壓時(shí)葉片數(shù)越多,此時(shí)的流量越小。所以通過將水輪機(jī)進(jìn)口改為質(zhì)量進(jìn)口試算,以輸出力矩是否為正為判據(jù)發(fā)現(xiàn),隨著禍輪葉片數(shù)量的減少,使得水輪機(jī)可以輸出力矩的最小流量在不斷增加;隨著水輪機(jī)水頭的增加,即水輪機(jī)進(jìn)口水壓不斷增加,水輪機(jī)的流量不斷增加;隨著葉片數(shù)量的增加,相同工況下水輪機(jī)的流量變化不大,從圖中可以看出僅葉片數(shù)量增加到48個(gè)時(shí),水輪機(jī)的流量在所有工況下受到了影響,全部都有所減少。如圖.13所示,葉片數(shù)量對(duì)水輪機(jī)出力的影響也都很小,除了 48個(gè)葉片的性能關(guān)系曲線,其他幾條曲線幾乎重合。從圖4.14可以看出,當(dāng)葉片數(shù)量與原型水禍輪相比增多和減少12個(gè)以內(nèi)時(shí),水輪機(jī)的效率曲線無明顯區(qū)別;當(dāng)葉片數(shù)量增加和減少大于12個(gè)時(shí),水輪機(jī)的效率已經(jīng)開始下降,其中48個(gè)葉片的水輪機(jī)模型效率最差。