改善混流式水泵水轮机压力脉动的方法技术

技术编号:8733919 阅读:189 留言:0更新日期:2013-05-26 11:20
本发明专利技术公开一种改善混流式水泵水轮机压力脉动的方法,包括选择合适的活动导叶个数Zg、确定合理的导叶分布圆直径Dg和确定合理的转轮到固定边距离δ等方法,来达到改善混流式水泵水轮机导叶后转轮前压力脉动、提高抽水蓄能机组运行稳定性的目的。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术涉及一种。
技术介绍
:随着抽水蓄能机组运行水头和单机容量的增加,人们对其运行稳定性和振动问题日益重视,这就使得研究一种降低水泵水轮机压力脉动的方法显得十分重要。稳定工况下运行的水泵水轮机由于旋转部件和固定部件相互作用而引起了压力脉动。这种由转轮叶片引起的旋转流的扰动(也称为势流扰动)和活动导叶引起的水流扰动相互作用称作动静干涉(RSI)。这种相互作用引起压力波在整个水力机械中的传播。RSI现象的结果会导致水力机械中出现两种不同的压力脉动:——在活动导叶和转轮叶片之间区域的旋转径向压力模式;——蜗壳内的驻波。第一种现象可能导致旋转径向压力模式与转轮或顶盖结构之间的水力共振,这种共振可能会引起强烈的振动,噪声,裂纹或者使活动导叶轴承受损。第二种现象可能会导致厂房结构的共振,产生难以接受的振动和噪音。驻波现象也可能影响压力钢管,从而引起水压管路的振动,影响机组的运行稳定性
技术实现思路
:本专利技术的目的是提供一种提高抽水蓄能机组运行稳定性的。本专利技术的技术方案为:一种。1、确定合适的导叶个数,具体方法如下:首先,确定静止和转动部件中的压力场,静止的压力场表示为:

【技术保护点】
一种改善混流式水泵水轮机压力脉动的方法,其特征是:?1)、确定合适的导叶个数,具体方法如下:?首先,确定静止和转动部件中的压力场,?静止的压力场表示为:转动的压力场表示为:其中:Ps:静止压力场,Pa?Pr:转动压力场,Pa?θs:静止系统角度?θr:转动系统角度?Bn:nth谐波的振幅,Pa?Bm:mth谐波的振幅,Pa?m:谐波级次?n:谐波级次?Zg:导叶个数?φn:nth谐波的相位?φm:mth谐波的相位?由活动导叶和转轮叶片联合作用所产生的压力场通过一种强大的调制方法进行描述,活动导叶和转轮叶片之间区域的压力可以用每一个Pmn分量相加后所形成的转动和静止区域流场的压力的乘积来表示:?Pmn(θ,t)=Amncos(nZgθs+φn)·cos(mZbθr+φm)??n=1,2,…m=1,2,…?????????(3)?在这里Amn是由各个谐波相互作用而叠加起来的压力的振幅,通过三角函数变换,方程(3)可以表示如下:?此外,转轮角度坐标是与参照的静止系统有关,关系有θr=θs?ωt,这样压力场在静止坐标下变为:?其中,ω为转轮角速度,rad/s,该压力场的方程是时间和空间的函数,这种压力场代表两种径向压力模式,它们有如下的最小值:?K1=m·Zb?n·Zg????(6)?其中K1为节径数,较高的K1值表示谐振数高从而使其对应的振幅比较低,有利于降低压力脉动水平。当转轮叶片数Zb一定时,K1值就与谐波级次m、n和导叶个数Zg有关;在m、n均取自然数的情况下,K1值大小就只与导叶个数Zg有关。对混流式水泵水轮机转轮来说,其叶片数一般为7,9,10叶片,选择导叶个数Zg=22,可使K1的值较大。?2)、确定合理的活动导叶分布圆直径Dg导叶与转轮之间的相对距离通过无量纲参数Dg/D1来确定,其中Dg为活动导叶分布圆(13)直径,D1为水轮机工况转轮叶片进口(8)直径。在活动导叶数和转轮叶片数一定的情况下,导叶分布圆(13)?直径确定为Dg/D1=1.18~1.2。?3)、确定合理的转轮与顶盖和下密封环之间距离δ值?转轮(2)与顶盖(3)和下密封环(4)之间相对距离通过无量纲参数δ/D1来确定,其中δ为转轮(2)与顶盖(3)和下密封环(4)之间距离(5),D1为水轮机工况转轮叶片进口(8)直径,δ与转轮叶片进口(8)直径D1的比值定为δ/D1=0.035~0.058。在转轮叶片进口(8)直径D1不变的情况下,δ值的改变通过改变转轮(2)、顶盖(3)和下密封环(4)的形状来实现。?FDA00002544173600011.jpg,FDA00002544173600012.jpg,FDA00002544173600021.jpg,FDA00002544173600022.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种改善混流式水泵水轮机压力脉动的方法,其特征是: I)、确定合适的导叶个...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈元林王焕茂覃大清魏显著赵越刘万江吴喜东史千夏溢
申请(专利权)人:哈尔滨电机厂有限责任公司国家水力发电设备工程技术研究中心哈尔滨大电机研究所
类型:发明
国别省市:

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