【摘 要】
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在水轮机的发展历史过程中,反击式水轮机优先于冲击式水轮机,这是因为反击式水轮机运行水头低,转轮设计相对简单,反之冲击式水轮机使用水头较高,设计及运行相关技术难度大。
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在水轮机的发展历史过程中,反击式水轮机优先于冲击式水轮机,这是因为反击式水轮机运行水头低,转轮设计相对简单,反之冲击式水轮机使用水头较高,设计及运行相关技术难度大。在冲击式水轮机水流运动中,存在着水头损失、射流、碰撞、干涉等复杂的运动过程,在实际运行中水流中还含有不同浓度和不同大小的泥沙颗粒,所以导致冲击式水轮机的磨损因素有很多,主要包括疲劳磨损,泥沙磨损和气蚀破坏等等。因此本文致力于泥沙颗粒在水斗内部的流动状态的分析和研究,以探讨冲击式水轮机水斗内部泥沙磨损以及对减少泥沙磨损的策略提出针对性的设想与建议。本文首先介绍了射流的基本理论、流场中泥沙颗粒运动的受力分析理论以及泥沙颗粒与固体碰撞的相关理论,然后通过UG建立水斗模型,利用ANSYS ICEM软件进行划分网格,最后利用Fluent软件进行数值模拟分析,最终得到泥沙颗粒在水斗内部的流动状态。冲击式水轮机斗叶内壁面的冲蚀磨损,主要由泥沙颗粒直径、浓度和冲击速度共同影响决定。在进行数值模拟分析时,本文设置了泥沙颗粒粒径、颗粒速度两个变量,分别计算了:(1)在相同的颗粒速度和颗粒浓度下,颗粒粒径的变化对颗粒流动状态的影响;(2)在相同的颗粒粒径和颗粒浓度下,颗粒速度的变化对颗粒流动状态的影响;最终得到泥沙颗粒粒径和颗粒速度两个因素对颗粒流动状态的影响。
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