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混流式水轮机偏负荷运行工况稳定性研究

混流式水轮机偏负荷运行工况稳定性研究

作者：冯金海西北农林科技大学

学位级别：硕士

为消减随机间歇能源对电网不稳定性影响,水电将从基础负荷角色转型成为高度灵活可调节能源,这就会使得更多混流式水轮机组常态化运行于偏负荷工况以平衡电网参数。偏负荷工况运行下水轮机机组,将会面临动态负荷不平衡问题,受到高幅值压... 详细信息

为消减随机间歇能源对电网不稳定性影响,水电将从基础负荷角色转型成为高度灵活可调节能源,这就会使得更多混流式水轮机组常态化运行于偏负荷工况以平衡电网参数。偏负荷工况运行下水轮机机组,将会面临动态负荷不平衡问题,受到高幅值压力脉动、强烈水力振动、高分贝诱导噪声等威胁。随着水轮机设计、制造水平提高与材料进步,混流式水轮机应用由低比转速向高比转速甚至超高比转速迈进。高比转速水轮机运行高效区相对较窄、机组出力容易产生失稳状况。为响应外部电力能源规模化发展和技术进步,这就对高比转速水轮机提出了实质性进步要求,不但要具有较高效率,而且要具有较好稳定性和可靠性。本着保障高比转速混流式水轮机组在新形势下能够安全高效运行目的,本文基于流固耦合理论、熵产理论以及本征正交分解理论,通过计算流体力学数值仿真方法,从水轮机结构、能量和流场等角度出发,详细分析了偏负荷运行工况下高比转速混流式水轮机结构、能量和流场失稳规律和机理。本论文主要包括以下几个方面:（1）基于流固耦合理论,以负荷为变化参数,研究混流式水轮机转轮结构在偏负荷运行工况下结构特性,分析不同负荷工况下转轮结构应力、变形等结构强度评估关键问题,探究不同负荷工况转轮结构预应力模态和湿模态,分析转轮结构固有频率和共振振型变化规律。所得结果可为高比转速水轮机机组健康运行提供理论参考。（2）基于熵产理论,对偏负荷运行工况下混流式水轮机内部能量损失进行系统研究,定量分析偏负荷运行工况下混流式水轮机内部不同区域能量损失特点,精确捕捉混流式水轮机产生水力损失的具体位置,实现对偏负荷工况下混流式水轮机能量稳定性精准预测。所得结论可为混流式水轮机优化设计和拓宽高比转速混流式水轮机高效区提供一定理论支持。（3）基于快速傅里叶变换,针对混流式水轮机柔性运行过程负荷变化,研究不同负荷工况蜗壳、转轮及尾水管等关键部位压力脉动规律,分析压力脉动与转频、叶频以及倍频之间耦连机理,从静压、湍动能和涡量等角度,探究影响偏负荷工况混流式水轮机流场失稳规律。所得结论可为混流式水轮机偏负荷工况柔性运行过程降低水力激振提供一定理论指导。（4）基于涡动力学原理,针对混流式水轮机柔性运行过程负荷变化,分析不同负荷工况下尾水涡带演化机理。基于本征正交分解理论,对尾水涡带进行模态分解,探究偏负荷工况尾水涡带相干结构,捕获不同尺度涡演化规律。所得结果可为混流式水轮机柔性运行过程消减尾水摆动,改善混流式水轮机全流道流态失稳提供相关建议。

关键词：混流式水轮机流固耦合熵产理论压力脉动本征正交分解

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短纤维复合材料加工中的纤维取向研究

玻璃钢／复合材料 1995年第2期 15-20页

作者：冯金海吴靖周达飞华东理工大学

本文讨论了纤维取向的两种描述方法──取向分布函数和取向张量，比较了它们的异同点，研究了描述短纤维悬浮体系的流变本构方程及其局限性，简单介绍了纤维取向数值模拟的最新进展，及其应用前景。

关键词：短纤维纤维取向流变状态方程复合材料玻璃钢

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高扬程离心泵出水管虹吸特性分析及优化措施

水电站机电技术 2023年第8期46卷 26-29页

作者：李远余王金旋冯金海陈建福哈尔滨电机厂责任有限公司黑龙江哈尔滨150040 水力发电设备国家重点实验室(哈尔滨大电机研究所) 黑龙江哈尔滨150040

虹吸出流型式在低扬程水泵广泛应用,我国无高扬程离心泵虹吸出流工程实践。黄河流域某超高泥沙含量泵站为防止泥沙倒灌风险,国内首次高扬程离心泵采用虹吸式出水流道。虹吸形成时间对泵站经济效益和安全稳定运行有直接影响,为研究虹吸... 详细信息

虹吸出流型式在低扬程水泵广泛应用,我国无高扬程离心泵虹吸出流工程实践。黄河流域某超高泥沙含量泵站为防止泥沙倒灌风险,国内首次高扬程离心泵采用虹吸式出水流道。虹吸形成时间对泵站经济效益和安全稳定运行有直接影响,为研究虹吸出流特性,应用VOF模型对圆管和渐变管两种型式虹吸管进行数值模拟。数值结果表明:驼峰处流速是影响虹吸形成的主要因素,合理控制驼峰断面特征尺寸可缩短虹吸形成时间;渐变管较圆管更有利于水体挟气,更快形成虹吸。圆管流动更稳定,不易挟带气体,形成虹吸时间更长,水力损失更小。

关键词：离心泵虹吸式出水流道数值模拟虹吸形成时间

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天然气发电的环境价值

燃气轮机技术 2002年第4期15卷 9-12页

作者：魏学好金建华冯金海浙江大学浙江杭州310027 温州燃机电厂浙江温州325000 中国海洋石油东海公司上海200090

天然气发电具有显著的环境效益。传统的环境影响评价未能将这个环境效益货币化 ,导致天然气发电的环境价值被无偿占有。应用环境经济学理论评估天然气发电的环境价值 ,结果表明 :相对常规煤电而言 ,天然气发电的环境价值不容忽视 ,其贡... 详细信息

天然气发电具有显著的环境效益。传统的环境影响评价未能将这个环境效益货币化 ,导致天然气发电的环境价值被无偿占有。应用环境经济学理论评估天然气发电的环境价值 ,结果表明 :相对常规煤电而言 ,天然气发电的环境价值不容忽视 ,其贡献值达到 8.96 39分 / (k W· h)。这为电力市场下的环境价值交易提供了参考依据。

关键词：天然气发电环境低污染排放价值评估

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应用DTA对农药克露热解性质的研究

化学世界 1996年第S1期37卷 245-246页

作者：王秋爽冯金海解放军防化研究院400号

应用ＤＴＡ对农药克露热解性质的研究王秋爽，冯金海（解放军防化研究院４００号北京１０２２０５）克露是近年来使用的高效农药，它主要有两个成份，分别是：Ｃｕｒｚａｔｅ和Ｍａｎｃｏｚｅｄ，克露特别能治葡萄，洋香瓜甘兰的露菌病... 详细信息

应用ＤＴＡ对农药克露热解性质的研究王秋爽，冯金海（解放军防化研究院４００号北京１０２２０５）克露是近年来使用的高效农药，它主要有两个成份，分别是：Ｃｕｒｚａｔｅ和Ｍａｎｃｏｚｅｄ，克露特别能治葡萄，洋香瓜甘兰的露菌病，蕃茄的晚疫病，黄瓜的霜霉病，青菜...

关键词：热解性质高效农药烟雾法防化学活化能质量和产量动强度不同温度枯黄病频率因子

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三种方法治疗股骨粗隆间骨折疗效比较

中国实用医刊 2014年第10期41卷 73-75页

作者：冯金海山西省柳林县人民医院骨科 033300

目的比较动力髋螺钉（DHS）、锁定解剖板（LCP）与股骨近端防旋髓内钉（PFNA）治疗股骨粗隆间骨折的临床疗效。方法股骨粗隆间骨折62例中27例采用DHS治疗，17例应用LCP治疗，18例应用PFNA内固定治疗。比较三组手术时间、术中出血量、X... 详细信息

目的比较动力髋螺钉（DHS）、锁定解剖板（LCP）与股骨近端防旋髓内钉（PFNA）治疗股骨粗隆间骨折的临床疗效。方法股骨粗隆间骨折62例中27例采用DHS治疗，17例应用LCP治疗，18例应用PFNA内固定治疗。比较三组手术时间、术中出血量、X线投照时间、住院时间、临床愈合时间、下地负重时间、Harris评分优良率、术后并发症发生率。结果在术中出血量、下地负重时间、术后并发症发生率方面，PFNA组优于LCP组，差异有统计学意义（P〈0．05），LCP组又优于DHS组（P〈0．05）。结论PFNA治疗粗隆间骨折创伤小、出血量少、下地负重时间短、不易引起髋内翻等并发症，是治疗老年粗隆间骨折疗效可靠的方法之一，适用于各型粗隆间骨折。LCP疗效确切、操作简便、易于掌握、可用于EvansⅠ-Ⅲ型粗隆间骨折。而DHS仅适用于治疗比较稳定的粗隆间骨折。

关键词：股骨粗隆间骨折动力髋螺钉锁定解剖板股骨近端防旋髓内钉

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偏负荷工况混流式水轮机转轮结构稳定性研究

水力发电学报 2021年第1期40卷 107-114页

作者：冯金海凌祖光赵子文李欢欢陈帝伊西北农林科技大学水利水电科学研究院陕西杨凌712100 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院陕西杨凌712100 兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050

为探究偏负荷运行工况下混流式水轮机转轮结构稳定性,本文基于单向流固耦合方法,对三种典型偏负荷工况下转轮结构进行了静力学分析和模态分析。结果表明:受不稳定水流影响,80%、60%和40%负荷工况下,较大变形分别位于转轮下环、叶片出水... 详细信息

为探究偏负荷运行工况下混流式水轮机转轮结构稳定性,本文基于单向流固耦合方法,对三种典型偏负荷工况下转轮结构进行了静力学分析和模态分析。结果表明:受不稳定水流影响,80%、60%和40%负荷工况下,较大变形分别位于转轮下环、叶片出水边中部以及叶片迎水刃处中部。预应力对转轮结构影响较小,其导致固有频率增加1 Hz左右;而水介质对转轮结构影响较大,导致固有频率降低15%~36%,且得到转轮固有频率更符合工程实际。受导叶出口处水流扰动影响,转轮结构极有可能发生共振,其振型主要表现为径向、弯曲、弯扭及绕轴旋转变形,其中弯扭变形影响最大,极可能导致叶片断裂。该研究成果可为混流式水轮机柔性运行稳定性提供一定理论参考。

关键词：混流式水轮机偏负荷工况流固耦合静力学分析模态分析数值模拟

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抗结核药物致严重肝功能损害50例分析

中国药房 2001年第3期12卷 168-169页

作者：冯金海吴同柱武汉铁路结核病医院武汉市430083

目的 :探讨抗结核药物致严重肝功能损害的不良后果。方法 :对我院1995年1月～2000年1月住院病人中因抗结核药物所致的严重肝功能损害50例进行分析。结果 :严重肝功能损害与以下因素有关 :(1)既往有肝病史 ;(2)老年患者及营养不良患者 ;... 详细信息

目的 :探讨抗结核药物致严重肝功能损害的不良后果。方法 :对我院1995年1月～2000年1月住院病人中因抗结核药物所致的严重肝功能损害50例进行分析。结果 :严重肝功能损害与以下因素有关 :(1)既往有肝病史 ;(2)老年患者及营养不良患者 ;(3)慢性嗜酒者 ;(4)异烟肼、利福平与其它药物合用者 ;(5)治疗前肝功能异常者。结论

关键词：抗结核药物肝功能损害治疗

PBT／PC共混体系流变性能与形态结构研究

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功能高分子学报 1994年第3期7卷 260-264页

作者：吴靖冯金海刘辉潘海清周达飞华东理工大学高分子材料研究所

采用毛细管流交仪测定了ＰＢＴ／ＰＣ共混物的表观粘度、剪切应力，观察了不同共混物组成和不同温度下共混物的流变行为，并借助扫描电镜对共混物和微观形态结构进行分析。结果表明：ＰＢＴ／ＰＣ熔体共混物的流变行为接近假塑性流体．... 详细信息

采用毛细管流交仪测定了ＰＢＴ／ＰＣ共混物的表观粘度、剪切应力，观察了不同共混物组成和不同温度下共混物的流变行为，并借助扫描电镜对共混物和微观形态结构进行分析。结果表明：ＰＢＴ／ＰＣ熔体共混物的流变行为接近假塑性流体．温度对共混物的流变行为影响很大，共混物的熔体粘度在ＰＢＴ／ＰＣ为９０／１０和６０／４０时呈双极值．共混物为两相结构，ＰＣ含量为４－５０％时呈两互锁结构。

关键词：共混 PBT PC 流变性能形态结构