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泥沙直径和浓度对水斗式水轮机转轮的磨损特性被引量：13: 2021年; 含沙水流会对高水头水斗式水轮机转轮造成磨损,影响机组检修和高效安全运行。文采用流体体积模型(volume of fluid,VOF)、SST k-w湍流模型和离散相模型(discrete phase model,DPM)对含沙水流进行了固–液–气三相非定常数值模拟,研究了泥沙颗粒的直径、浓度与斗叶内表面磨损量、磨损位置的关系。研究表明:随着射流能量的传递,水膜的高压力区逐渐从缺口后移到斗叶根部;分水刃和缺口位置是最容易受到泥沙磨损的部位,与现场电站转轮水斗磨损位置一致;泥沙直径、浓度的增加与磨损率呈正相关;小颗粒泥沙更易对靠近斗叶根部的出水边造成磨损,而大颗粒泥沙更易对靠近分水刃的进水边造成磨损。本文研究的目的是为水斗式水轮机的制造加工、维护检修提供一定的理论基础。; 葛新峰孙洁李阳张雷邓朝钟王金亮高飞丁铭泉郑源; 关键词：水斗式水轮机泥沙磨损非定常数值模拟

超低水头两叶片灯泡贯流式水轮机固液两相流研究被引量：4: 2022年; 超低水头贯流式机组无论在电站增容改造方面,还是在超低水头开发方面,都具有巨大潜力。然而,水流中裹挟的泥沙会对机组运行产生不利影响,在汛期尤为严重,研究泥沙磨损问题对于机组的稳定运行具有重要意义。基于CFX平台,使用k-ε湍流模型,拉格朗日颗粒跟踪模型和Tabakoff and Grant磨损模型对2.1m超低水头下的两叶片灯泡贯流式水轮机进行了固液两相流数值模拟计算。通过实验验证数模计算的可靠性,对比单相及两相流工况下的涡流特性,探究不同泥沙浓度(Cv=1%~10%)、颗粒直径(D=0.1~1mm)对过流部件磨损位置、侵蚀率以及流动特性的影响。结论如下:在清水中加入泥沙颗粒后,泥沙颗粒对旋涡有增强作用;导叶凹面,叶片正面进水侧头部、叶片出水边、叶片轮缘,以及转轮室都是比较容易遭受磨损的部位;随着泥沙颗粒浓度、直径的增加,导叶、叶片及转轮室的磨损面积、磨损程度以及最大磨损率都呈上升趋势;相较于导叶,叶片和转轮室的磨损程度更为严重,在汛期运行时要更加注重磨损防护。; 葛新峰孙洁蔡建国姜梅韩洋王金亮张雷武恩全郑源; 关键词：灯泡贯流式水轮机固液两相流泥沙磨损

储能水管-冲击式水轮机发电系统设计及发电效益分析: 2020年; 为充分利用高层建筑物内部的水能包括生活污水及高层建筑物顶楼雨水,可将其转化为电能。由此设计的储能水管-冲击式水轮机装置即通过冲击式水轮机和发电机将高层建筑物内部储存的生活污水及雨水的势能转变为可供使用的电能,并通过建立单户用水模拟模型,设置储能水管对30、100层建筑进行发电模拟。模拟结果表明,储能水管-冲击式水轮机发电具有很好的发电效益和节能减排社会效益,获得了日发电过程中冲击式水轮机的水头变换和启停特性,为该系统中冲击式水轮机的个性设计提供了依据。; 葛新峰宁望望钱朝辉李龙威鲍有方孙洁闫晓彤; 关键词：高层建筑物冲击式水轮机水能

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被引量：6: 2021年; 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。; 葛新峰孙洁吴丹祝双桔张雷胡正凯徐挺唐嘉昊; 关键词：消能数值模拟

电力系统短路实验控制系统的设计被引量：2: 2005年; 介绍了一种适用于电力系统短路实验的实时数据采集和控制的系统。首先介绍了电力系统模型、控制系统的功能和整体设计,然后具体阐述了如何实现合闸角的准确控制以及如何实现定时输出。; 吕国芳马文静王鑫国孙洁; 关键词：电力系统短路实验合闸角

磨蚀对水斗式水轮机的水斗型线及性能影响的研究被引量：5: 2021年; 在含沙水流中运行的水斗式水轮机,分水刃和缺口是斗叶上最容易受到磨损变形的部位。采用欧拉-拉格朗日法对水-气-砂三相流进行非定常计算,研究分水刃高度下降对流态及泥沙磨损的影响,以及分水刃高度、缺口深度变化对转轮外特性的影响。研究发现:分水刃高度下降会对流线产生影响,在进水侧区域诱发旋涡和湍流,致使流态紊乱,水力损失增加,从而造成转轮外特性下降。当分水刃高度下降2、5、10mm时,转轮的效率分别减少了0.22%、0.66%、5.98%。分水刃高度下降造成的斗叶型线变化,会影响泥沙颗粒对斗叶内壁面的磨损情况。分水刃下降的高度越大,分水刃区域的磨损越严重、磨损范围越大。缺口深度增加会减小斗叶工作面面积,造成转轮外特性下降。尤其是当缺口深度增加10mm时,效率降低了15.37%,转轮效率低于70%,在这种工况下运行,对射流能量的利用是非常不利的。; 葛新峰孙洁蔡建国张雷张辉王金亮MAXIME Binama郑源; 关键词：水斗式水轮机

冲击式水轮机喷射机构泥沙磨损特性的数值模拟被引量：13: 2020年; 为分析泥沙颗粒的直径及浓度对喷射机构磨损位置和磨损率的影响,基于Fluent平台对模型冲击式水轮机的喷射机构进行了三维建模,在水气两相流非定常计算稳定的基础之上,加入离散相,应用基于颗粒轨道的欧拉-拉格朗日法对水气沙三相进行了非定常数值模拟。在泥沙体积分数为1%的条件下,泥沙径粒分别取0.01、0.05、0.4和1 mm;在泥沙径粒为0.05 mm的条件下,泥沙体积分数分别取1%、2%、3%、4%和5%。结果表明,喷嘴出口处的压能大部分转化为了动能,且喷嘴出口处出现了负压;随着泥沙径粒的增加,泥沙的随流性会变差;泥沙径粒影响喷嘴的磨损范围,但喷嘴表面的磨损位置是相似的;喷针头部的针尖位置更容易受到细小颗粒的磨损,且喷针的过渡段磨损与径粒大小呈正相关;喷射机构受到的最大磨损率随泥沙浓度的增加而增大;在同一泥沙浓度下,喷嘴受到的磨损要大于喷针;泥沙浓度的增加会使喷嘴、喷针的磨损率增加,但泥沙颗粒的运动轨迹及喷针磨损的位置是相似的。; 葛新峰孙洁李阳吴丹张雷化洪昌; 关键词：冲击式水轮机磨损非定常数值模拟

抽水蓄能机组推力轴承静力学特性分析被引量：2: 2021年; 本文针对抽水蓄能电站在调相启动过程中出现的高压注油泵出口压力降低情况,研究油膜对推力轴承的作用机理。分别建立1/12推力瓦和推力头模型,基于流固耦合理论,对推力轴承进行静力学分析。结果表明:推力轴承润滑油进口压力和油膜表面最大压力呈线性增长趋势;随着进口压力的减小,推力瓦表面应力和应变随之减小,推力瓦表面产生的最大形变不足推力瓦外径尺寸的0.1%,对机组运行造成的影响较小;进口压力为4MPa和11MPa对应推力头的最大应力相差近60%,考虑对推力头应力集中处进行表面强化或改善其结构,同时进口压力应控制在一定范围,降低推力头形变对油膜均匀分布的影响。研究结论对抽水蓄能机组安全可靠运行提供了理论参考。; 王雪梅孙建伟刘斌徐立建孙洁; 关键词：推力轴承推力瓦推力头油膜

注油泵出口压力对抽水蓄能机组推力轴承油膜特性的影响研究被引量：1: 2021年; 为探究洪屏电站机组在抽水调相启动过程中高压注油泵出口压力降低对轴承油膜表面压力分布和承载力的影响,本文建立了1/12推力轴瓦模型。采用结构化网格和非结构化网格相结合的方式对计算域进行空间离散,基于ANSYS Fluent软件,结合N-S方程、SST k-ω湍流模型,对机组启动过程中注油泵出口压力最低点对应的转速工况进行数模计算。结论如下:进油压力变化对油膜表面压力分布规律的影响并不大,高压力区总是位于瓦面中心靠近主轴位置,呈椭圆形分布,以压力递减的趋势向外一圈一圈扩散;进油压力主要影响油膜表面的压力值大小,且随着进油压力不断增加,油膜表面最高压力几乎呈线性增加。针对注油泵因启动压力降低而频繁报警的问题,经计算,建议将注油泵低压报警值从原来的6.7MPa调整到5.5MPa。; 韩钊黄毅刘斌孙洁王雪梅; 关键词：推力轴承油膜

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孙洁

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