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贯流式水轮机内部压强变化对鱼体损伤分析研究

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水利学报 2021年第6期52卷 731-738页

作者：杨春霞徐顶娥祝双桔赵雷于安何香凝河海大学能源与电气学院江苏南京211100 重庆航运建设发展(集团)有限公司重庆401121 中水东北勘测设计研究有限责任公司吉林长春130021

鱼类在通过贯流式水轮机流道时会遭遇撞击、压强变化等引发的损伤。本文基于试验和CFD分析方法探究了不同工况下贯流式水轮机全流道压强变化对鱼的损伤机理及阈值。通过试验实现鱼经过水轮机过程中压强变化情况的高精度仿真,研究鱼类在... 详细信息

鱼类在通过贯流式水轮机流道时会遭遇撞击、压强变化等引发的损伤。本文基于试验和CFD分析方法探究了不同工况下贯流式水轮机全流道压强变化对鱼的损伤机理及阈值。通过试验实现鱼经过水轮机过程中压强变化情况的高精度仿真,研究鱼类在贯流式水轮机内部受压强及压强梯度的影响。试验结果表明:正压状态下加压至最大压强0.68 MPa时,对鱼损伤不明显;随着压强阈值的降低,受损伤和死亡的试验鱼越多,负压状态下降压至压强-0.015 MPa时,鱼类受到损伤,下降至-0.075 MPa时,鱼类全部死亡。通过数值计算分析得出:相对压强小于-15 kPa的区域主要位于叶片背面靠近进口边的位置,且当贯流式水轮机在不同导叶开度下运行时,相对压强小于-15 kPa的区域随着流量的增加呈增多趋势,鱼类遭受压强损伤概率随着流量的升高呈增大趋势。当水轮机在最小水头的大流量工况时,鱼类遭受压强损伤概率达到了最大值6.45%。鱼类遭受压强梯度损伤概率随着流量的升高呈先增大后减小趋势。当水轮机在最大水头的导叶开度为60 mm时,鱼类遭受压强梯度损伤概率达到了最大值4.61%。

关键词：贯流式水轮机压强阈值鱼体损伤概率压强梯度数值模拟

潼南航电枢纽工程水轮发电机进相运行试验及分析

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四川水力发电 2018年第A1期37卷 40-41,59页

作者：祝双桔重庆航运建设发展有限公司重庆401121

根据潼南航电枢纽工程3号机组进相运行试验及分析,得出了机组进相运行范围以及对系统的调压效果,为机组今后的进相运行提供了依据。

关键词：水轮发电机进相运行试验调压潼南航电枢纽工程

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水轮机顶盖螺栓受力特性研究

振动与冲击 2021年第17期40卷 55-62页

作者：葛新峰张敬祝双桔钱巨林赵雷郑圣义郑源徐旭 BINAMA Maxime 河海大学能源与电气学院南京210098 重庆航运建设发展有限公司重庆401121 国网新源水电有限公司富春江水力发电厂浙江桐庐311504

顶盖螺栓是连接水轮机顶盖与座环的重要连接件,顶盖螺栓的安全状态是水电站安全运行的重要保障。以某轴流式水轮机作为研究对象,建立了全三维流体模型和水轮机顶盖及螺栓结构模型,采用流固耦合方法将顶盖过流面压力分布水压力传递给水... 详细信息

顶盖螺栓是连接水轮机顶盖与座环的重要连接件,顶盖螺栓的安全状态是水电站安全运行的重要保障。以某轴流式水轮机作为研究对象,建立了全三维流体模型和水轮机顶盖及螺栓结构模型,采用流固耦合方法将顶盖过流面压力分布水压力传递给水轮机顶盖,对现场电站螺栓采用中空测力传感器进行现场试验,将螺栓不同截面的等效应力分布与试验结果进行验证,研究表明:顶盖水压力随着水头和导叶开度的增大而增大,最大水头大开度工况顶盖总轴向压力值达到最大;螺栓不同位置截面应力分布不均,螺栓同时承受着轴向应力与弯曲应力,螺栓头部、螺栓与螺纹交接处相比螺栓比螺栓中部截面受力大;不同位置螺栓受力变化趋势一致验证了顶盖耦合面的水压力为轴对称分布的特性;开机时螺栓受力比停机时增加明显,较低负荷振动区,顶盖螺栓受力有所提升,在稳定运行区螺栓受力保持稳定;停机及三个稳定运行工况下数模计算的结果和现场试验吻合,验证了有限元计算的准确性,中空测力传感器能够比较准确的反应螺栓的轴向受力。

关键词：顶盖螺栓流固耦合受力特性中空测力传感器

运行水头对超低水头两叶片贯流式水轮机空化性能的影响研究

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中国电机工程学报 2022年第10期42卷 3701-3710页

作者：孙洁葛新峰蔡建国张辉武恩全姜梅祝双桔韩洋赵雷郑源河海大学江苏省南京市210098 重庆航运建设发展有限公司重庆市北部新区500000

空化通常伴随着振动、噪声、材料损坏,不仅侵蚀流道,还会引起流道堵塞和剧烈的压力振动。对空化位置的准确识别可以有助于预防空蚀破坏,确保机组安全稳定运行。文中建立了超低水头两叶片贯流式水轮机组全流道模型,采用Rayleigh-Plesset... 详细信息

空化通常伴随着振动、噪声、材料损坏,不仅侵蚀流道,还会引起流道堵塞和剧烈的压力振动。对空化位置的准确识别可以有助于预防空蚀破坏,确保机组安全稳定运行。文中建立了超低水头两叶片贯流式水轮机组全流道模型,采用Rayleigh-Plesset模型和SST湍流模型对最小水头、额定水头、极限高水头工况进行了水-水蒸气两相流定常数值模拟计算,探究了不同水头下的空化特性曲线,叶片表面压力分布,扰流区水力损失,以及叶片表面空化位置分布情况。得到的主要结论如下:机组在额定水头和最小水头工况下几乎不会产生空蚀破坏,但在4.25~4.3m水头段内运行极易遭受空蚀破坏。受离心力和叶片形状的影响,空化最容易发生的部位是叶片吸力面靠近轮毂处,当转轮室内发生空化后,主流流态明显变差,流动分离、二次流、漩涡等不良流态都在扰流区域出现,增加了水力损失。在空化系数较小时(2≤σ≤3.5),附着在叶片吸力面的空化形态主要为片状空化及其尾部的类云状空化,类云状空泡的破裂溃灭会对叶片表面造成损伤。该研究能够为两叶片转轮的设计制造、空蚀防护、运行范围选取提供一定的理论参考。

关键词：两叶片灯泡贯流式水轮机空化特性曲线二次流损失托马系数水–水蒸气两相流 Rayleigh-Plesset模型

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草街航电枢纽工程混凝土配合比优化研究

四川水力发电 2012年第B12期31卷 119-124页

作者：王承恩祝双桔杨桥培重庆航运建设发展有限公司重庆401121

混凝土配合比可通过试验和计算得到。分析、比较了混凝土配合比的设计原则、计算原理及方法,并通过试验获得了草街航电枢纽工程混凝土最优配合比。

关键词：草街航电枢纽混凝土配合比优化研究

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贯流式水轮机流动特性及压力脉动特性研究

水电能源科学 2021年第7期39卷 154-158,98页

作者：杨春霞徐顶娥祝双桔赵雷郑源黄富佳河海大学能源与电气学院江苏南京211100 重庆航运建设发展(集团)有限公司重庆401121 南水北调东线江苏水源有限责任公司江苏南京210019

基于STAR CCM+软件,对贯流式水轮机全流道进行三维非定常数值模拟,研究不同水头工况下贯流式水轮机的内部流动特性及压力脉动特性。结果表明,贯流式水轮机内部压力脉动主要受到叶片通过频率(10Hz)和低频压力脉动的影响,在转轮进口和无... 详细信息

基于STAR CCM+软件,对贯流式水轮机全流道进行三维非定常数值模拟,研究不同水头工况下贯流式水轮机的内部流动特性及压力脉动特性。结果表明,贯流式水轮机内部压力脉动主要受到叶片通过频率(10Hz)和低频压力脉动的影响,在转轮进口和无叶区处,水轮机压力脉动主要由转轮旋转引起,在尾水管进口处,压力脉动既有低频压力脉动也有高频压力脉动,在尾水管中间,压力脉动受低频压力脉动影响;随着水头的变化,转轮中心截面上的压力和速度变化呈周期性分布;尾水管管壁流速随着水头的增加逐渐减小,尾水管中低频压力脉动频率较高,截面上的漩涡较大,当水头达8.6m时,尾水管进口处的漩涡逐渐减小,流态较好。

关键词：贯流式水轮机流动特性非定常数值模拟压力脉动

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泸州地区住宅外窗节能设计浅析

制冷与空调（四川） 2008年第5期22卷 116-120页

作者：郭莹李晓虹祝双桔王爽伊西华大学能源与环境学院成都610039

调研了四川省泸州地区住宅外窗节能设计现状,就建筑外窗的玻璃,窗框以及遮阳措施等方面进行分析,并通过典型案例计算,对泸州地区住宅外窗节能设计进行了初步的探讨与研究。

关键词：外窗现状节能设计

基于VOF模型的排水渠道流动数值模拟及消能措施优化研究

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水电能源科学 2021年第5期39卷 109-112页

作者：葛新峰孙洁吴丹祝双桔张雷胡正凯徐挺唐嘉昊河海大学能源与电气学院江苏南京210098 黄河水利科学研究院河南郑州450003 重庆航运建设发展有限公司重庆500000 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122

为改善某电站雨水排水渠道的水流流态,减轻对下流排水渠道的冲蚀作用,建立了全三维排水渠模型,模型包含上下游缓坡和中部台阶消能排水渠。采用VOF多相流模型进行非定常流动分析,原设计在缓陡坡连接处出现偏流、溢出现象,这主要是受到离... 详细信息

为改善某电站雨水排水渠道的水流流态,减轻对下流排水渠道的冲蚀作用,建立了全三维排水渠模型,模型包含上下游缓坡和中部台阶消能排水渠。采用VOF多相流模型进行非定常流动分析,原设计在缓陡坡连接处出现偏流、溢出现象,这主要是受到离心力和缓坡出流流速较大的惯性力的影响。对此,提出在上游缓坡增加多级台坎的措施来减缓缓陡坡连接处的流速,并优化台坎级数。通过分析改进模型流态和消能率,发现选择四级台坎时,排水渠道的整体流态和消能效果最好,上游排水渠出口最大流速比原设计下降27%,平均流速比原设计下降40%。研究成果可为类似工程提供参考。

关键词： VOF多相流排水渠台坎消能数值模拟

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水轮机顶盖螺栓疲劳强度的影响因素研究

水电能源科学 2021年第10期39卷 177-180页

作者：葛新峰张敬祝双桔张雷赵雷王金亮徐旭郑圣义河海大学能源与电气学院江苏南京210098 重庆航运建设发展有限公司重庆401121 黄河水利科学研究院河南郑州450003 黄河万家寨水利枢纽有限公司山西太原036499

螺栓应力幅是决定螺栓疲劳强度的直接因素,螺栓应力幅越小,螺栓的疲劳强度越大。为了研究螺栓应力幅的影响因素,通过有限元方法对某顶盖及螺栓进行了整体建模和结构受力分析,提取了不同螺栓和法兰组合形式下螺栓的应力幅。结果表明,单... 详细信息

螺栓应力幅是决定螺栓疲劳强度的直接因素,螺栓应力幅越小,螺栓的疲劳强度越大。为了研究螺栓应力幅的影响因素,通过有限元方法对某顶盖及螺栓进行了整体建模和结构受力分析,提取了不同螺栓和法兰组合形式下螺栓的应力幅。结果表明,单法兰型式螺栓疲劳强度优于双法兰型式,下法兰型式螺栓疲劳强度优于上、中法兰型式;加厚双法兰结构法兰上板、下板、筋板厚度及上下板间距均可提高螺栓疲劳强度;增大螺栓头支撑直径和螺栓与法兰的接触面积,可提高螺栓的疲劳强度。

关键词：顶盖螺栓法兰应力幅疲劳寿命