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水轮发电机组下导轴承油雾成因分析

热能动力工程 2021年第11期36卷 13-19页

作者：庞嘉扬刘小兵任明辉张攀西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039

为了研究水轮发电机组下导轴承油雾成因和机理,设计了抑制油雾逸出的新型轴承结构。运用VOF两相流模型和SST k-ω湍流模型,基于有限差分法,从流场特性、温度特性和相分布等方面分析了轴承油雾形成的原因和流动特性。结果表明:下导轴承... 详细信息

为了研究水轮发电机组下导轴承油雾成因和机理,设计了抑制油雾逸出的新型轴承结构。运用VOF两相流模型和SST k-ω湍流模型,基于有限差分法,从流场特性、温度特性和相分布等方面分析了轴承油雾形成的原因和流动特性。结果表明:下导轴承的油雾形成主要与轴承结构相关;轴领内外两侧空腔的巨大压力差为油雾的逸出提供了驱动力,下导轴承挡油管缺乏密封结构,巨大空腔为油雾提供了逸出通道,最终导致油箱油雾大量逸出;轴瓦与轴领的摩擦生热导致部分润滑油气化形成气态油雾,油雾从轴领与挡油管之间的空腔散发出去。

关键词：水轮发电机下导轴承轴承油雾 VOF两相流模型密封结构压力差

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新疆夏特电站水轮机活动导叶泥沙磨损研究

动力工程学报 2022年第2期42卷 190-196页

作者：杨涵刘小兵田文文庞嘉扬徐连琛西华大学流体及动力机械教育部重点实验室成都610039

为研究夏特电站水轮机导叶的磨损情况,采用固液两相标准k-ε湍流模型对水轮机全过流通道的沙水流动特性进行数值模拟,对该电站水轮机活动导叶进行泥沙磨损试验,得到了活动导叶的磨损规律,并通过试验和数值结果得到导叶磨损率计算公式。... 详细信息

为研究夏特电站水轮机导叶的磨损情况,采用固液两相标准k-ε湍流模型对水轮机全过流通道的沙水流动特性进行数值模拟,对该电站水轮机活动导叶进行泥沙磨损试验,得到了活动导叶的磨损规律,并通过试验和数值结果得到导叶磨损率计算公式。结果表明:磨损严重处为活动导叶头部、尾部及背面。

关键词：泥沙磨损率绕流磨损试验活动导叶

水轮发电机组轴承结构对油雾外逸现象的抑制作用

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排灌机械工程学报 2021年第10期39卷 1020-1026页

作者：庞嘉扬刘小兵曾永忠余志顺宋罕西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039

为探究水轮发电机组在运行过程中出现的轴承油雾外逸现象,在不改变机组油系统工作原理、轴承整体结构和轴瓦数量的条件下,通过对挡油环增设4级迷宫密封结构,并在轴领顶端增设4个直径为8 mm的均匀分布通气平压孔来改进下导轴承设计结构.... 详细信息

为探究水轮发电机组在运行过程中出现的轴承油雾外逸现象,在不改变机组油系统工作原理、轴承整体结构和轴瓦数量的条件下,通过对挡油环增设4级迷宫密封结构,并在轴领顶端增设4个直径为8 mm的均匀分布通气平压孔来改进下导轴承设计结构.运用VOF两相流模型和SST k-ω湍流模型对下导轴承结构油气混合物流动特性进行数值模拟.根据结果分析发现,改进结构在相同运行条件下油雾外逸量减少了78.21%,提高了油箱内流场的稳定性,减小了润滑油中气泡数和体积;同时表明水轮发电机组轴承油雾外逸现象与油箱内外压力差和油箱与外界开放通道密封性能有密切关系.研究结果能够为水电站抑制轴承油雾外逸现象提供指导.

关键词：轴承油雾迷宫密封通气平压孔压力差密封性能

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映秀湾电站水轮机活动导叶泥沙磨损研究

水动力学研究与进展（A辑） 2021年第5期36卷 728-734页

作者：赵啸怡刘小兵陈佳瑞杨钧翔庞嘉扬杨涵西华大学流体及动力机械教育部重点实验室成都610039

汶川地震造成水土流失加剧,河流输沙量迅猛增加,使得岷江上运行的映秀湾电站本来就泥沙磨损严重的水轮机,进一步加剧了泥沙磨损破坏,导致机组效率降低,缩短了使用寿命。该文对映秀湾电站水轮机进行沙水流动数值模拟和活动导叶泥沙磨损试... 详细信息

汶川地震造成水土流失加剧,河流输沙量迅猛增加,使得岷江上运行的映秀湾电站本来就泥沙磨损严重的水轮机,进一步加剧了泥沙磨损破坏,导致机组效率降低,缩短了使用寿命。该文对映秀湾电站水轮机进行沙水流动数值模拟和活动导叶泥沙磨损试验,获得活动导叶磨损规律,通过试验和数值计算结果,得到活动导叶磨损率计算公式,预估活动导叶磨损寿命。研究结果适用于该电站及其他多泥沙水电站导水机构的磨损寿命预估。

关键词：映秀湾电站活动导叶泥沙磨损数值模拟试验

高水头混流式水轮机沙水流动数值模拟及转轮泥沙磨损实验研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2020年第4期35卷 436-443页

作者：庞嘉扬张惠忠杨建明陈一平刘小兵西华大学流体及动力机械教育部重点实验室成都610039 中国电建水电开发集团有限公司成都610014

运用N-S方程和标准k-ε湍流模型,对高水头混流式水轮机内部沙水流动进行了全流道数值模拟。根据数值模拟结果和相似定理设计水轮机转轮叶片的单流道泥沙磨损实验装置,进行了转轮叶片泥沙磨损实验,获得了水轮机转轮叶片泥沙磨损的主要发... 详细信息

运用N-S方程和标准k-ε湍流模型,对高水头混流式水轮机内部沙水流动进行了全流道数值模拟。根据数值模拟结果和相似定理设计水轮机转轮叶片的单流道泥沙磨损实验装置,进行了转轮叶片泥沙磨损实验,获得了水轮机转轮叶片泥沙磨损的主要发生位置和磨损程度,并根据数值模拟和实验研究结果拟合出了水轮机转轮叶片的磨损率公式。结果表明:水轮机转轮叶片的进水边和出水口位置的磨损程度相对于其他位置更为严重,尤其是叶片背面。该研究对多泥沙河流水轮机转轮叶片的泥沙磨损评估以及维修具有指导意义。

关键词：水轮机转轮泥沙磨损数值模拟实验

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导叶开度对混流式水轮机压力脉动特性的影响

甘肃水利水电技术 2021年第2期57卷 44-48,65页

作者：宋罕庞嘉扬王海涛西华大学能源与动力工程学院四川成都610039

为研究导叶开度对混流式水轮机压力脉动特性的影响,采用CFD软件对额定水头的8种导叶开度下进行全流道数值模拟计算。结果表明:混流式水轮机各过流部件产生的压力脉动可以向上游传播也可以向下游传播,幅值沿程减弱。各开度下蜗壳出口处... 详细信息

为研究导叶开度对混流式水轮机压力脉动特性的影响,采用CFD软件对额定水头的8种导叶开度下进行全流道数值模拟计算。结果表明:混流式水轮机各过流部件产生的压力脉动可以向上游传播也可以向下游传播,幅值沿程减弱。各开度下蜗壳出口处和导叶处各开度下的压力脉动主要频率均为叶片通过频率及其倍频,转轮区域内沿流动方向从进口至出口,动静干涉对流动的影响逐渐下降,尾水涡带造成直锥段产生低频压力脉动。

关键词：导叶开度数值模拟压力脉动混流式水轮机

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新疆夏特水电站水轮机抗磨措施研究

水力发电 2020年第4期46卷 70-74页

作者：张惠忠陈一平杨建明庞嘉扬华红曾永忠中国电建克州新隆能源开发有限公司新疆喀什845450 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039

新疆夏特水电站所在克孜河中游含沙量高,是典型的多泥沙河流电站,高含沙量对电站水轮机过流部件的泥沙磨损影响很大。详细分析了电站泥沙的形成及输沙能力以及电站泥沙颗粒级配情况,对夏特电站可采用的水轮机进行了沙水流动的数值模拟... 详细信息

新疆夏特水电站所在克孜河中游含沙量高,是典型的多泥沙河流电站,高含沙量对电站水轮机过流部件的泥沙磨损影响很大。详细分析了电站泥沙的形成及输沙能力以及电站泥沙颗粒级配情况,对夏特电站可采用的水轮机进行了沙水流动的数值模拟和关键过流部件泥沙磨损试验,预估了水轮机的泥沙磨损情况,并提出了抗泥沙磨损的措施。研究结果为夏特水电站水轮机的抗磨设计和运行提供了重要参考依据。

关键词：多泥沙河流水轮机泥沙磨损抗磨措施夏特水电站

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渔子溪电站水轮机转轮叶片泥沙磨损研究

西华大学学报（自然科学版） 2020年第5期39卷 67-73页

作者：刘小兵曾永忠华红余志顺庞嘉扬田长安西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039

渔子溪系山区河流,泥沙含量大,渔子溪电站水轮机转轮的泥沙磨损严重。本文通过数值计算和试验分析的方法,对渔子溪电站的水轮机进行沙水流动的数值模拟和水轮机转轮叶片的泥沙磨损试验,得到水轮机转轮的泥沙磨损情况,预估出转轮的磨损寿... 详细信息

渔子溪系山区河流,泥沙含量大,渔子溪电站水轮机转轮的泥沙磨损严重。本文通过数值计算和试验分析的方法,对渔子溪电站的水轮机进行沙水流动的数值模拟和水轮机转轮叶片的泥沙磨损试验,得到水轮机转轮的泥沙磨损情况,预估出转轮的磨损寿命,并提出抗泥沙磨损的措施。研究结果对优化渔子溪电站水轮机运行策略提供了重要依据,用以指导电站运行管理人员有针对性地回避发生严重磨损的运行工况,以此达到保证机组安全运行、减轻转轮磨损、延长转轮使用寿命、最大程度减少电量损失的目的,同时也对其他多泥沙河流水轮机抗磨研究和运行具有重要的指导意义。

关键词：渔子溪电站水轮机转轮叶片泥沙磨损数值计算试验

多能互补发电系统中杨家湾水电站水轮机压力脉动特性的数值研究

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水电与抽水蓄能 2021年第5期7卷 59-63,110页

作者：杨钧翔刘小兵庞嘉扬宋罕彭源杰徐连琛西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川省成都市610039

在多能互补联合发电系统中,水电作为调节系统,为了平衡系统中出力的波动,需要频繁地改变运行工况。而在偏工况下运行时,水轮机就会出现压力脉动、水力振动等稳定性问题。本文针对多能互补联合发电系统中的杨家湾水电站混流式水轮机,开... 详细信息

在多能互补联合发电系统中,水电作为调节系统,为了平衡系统中出力的波动,需要频繁地改变运行工况。而在偏工况下运行时,水轮机就会出现压力脉动、水力振动等稳定性问题。本文针对多能互补联合发电系统中的杨家湾水电站混流式水轮机,开展了压力脉动特性数值研究,对杨家湾水电站额定水头下不同导叶开度工况进行非定常数值计算,设置了一系列各过流部件监测点,通过快速傅里叶变换(FFT)对水轮机内部压力脉动进行频谱分析,找出了各过流部件产生压力脉动的原因,研究了不同工况下水轮机压力脉动特性。

关键词：多能互补混流式水轮机压力脉动数值模拟