导读:本文包含了设计工况论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:工况,水轮机,涡轮,单点,轴对称,压力,危害性。
设计工况论文文献综述
Binama,Maxime[1]（2019）在《水泵水轮机在非设计工况下流动不稳定特性的研究》一文中研究指出能源无疑是当今各个国家经济和社会发展的关键因素。电力作为众多能源形式之一,是发展中国家在各领域争取自给自足的关键点。基于农村地区的经济优势,电力供应机构最近提出一种使用泵作透平(PAT)作为远程离网电气化微型水电站(MHP)方案。泵作透平相当于在相反的旋转方向进行工作的以用于发电的目的普通液压泵。尽管在农村小型水电站中使用泵作透平带来了许多好处,但目前也发现了许多问题,这主要是因为它们流量无法控制,同时缺少有关涡轮机运行特性的数据有关,从而使它们易受流动不稳定的影响而且工作区间较小。众所周知,泵作透平只能在0.8 BEP到1.0 BEP的工作区间内运行,一旦脱离这个非常小的工作区间,机器内部流道会产生严重的漩涡,导致相应的局部高压脉动和结构振动。这些现象最终可能影响整个机组的工作效率甚至导致结构损坏,如叶片破损。此外,小型水电站大部分安装在流动不稳定的山区小河流上,这使得它们处于不可预测的流动条件下,而且PAT的流入条件还与季节性降水有关。因此,满足条件的可用流量大部分时间段内处于空载状态下,这导致机器长期的运行不稳定。尽管上述问题的科学机理尚不清楚,但不同的研究者已经尝试了不同的PAT性能预测方法,并提出了相应的理论方法。然而,通过这些方法呈现的预测精度还不足以准确地预测不同设计涡轮机模式的性能特征,不同的测试方法最大误差范围为±20%。这使得这些方法的预测不是十分可信,只有在伴随实验测试结果时才具有可行性。这个问题虽然对整个小型水电安装过程产生了负面影响,尤其是对于选择适合的地理位置和水力特性,但其仍然具有重大价值。不过,这只是一个工程实际问题,任何液压机械的外部性能特征本质上都是机器流道内流动动力学演变的结果。因此在任何运行条件下,所监测的机器运行参数如果存在任何异常,则可以确定在机器内部的流动最终演变方面肯定存在相关的特殊特征。也就是说,只有深入了解更宽的运行参数范围内,泵作透平内的流体动力学和影响参数,才能找到解决流体机械内不同技术问题的解决方案。目前为止,关于PAT流动结构演化特征的研究数量非常少,基于此并从长远来看,本研究可以有助于解决上述PAT的运行问题,尤其是小范围内的最优工况。迄今为止,全球可再生能源的推广使得抽水蓄能电站已被广泛采用,并且主要用于保证发电机组中的能源供应稳定性。其中具有流量控制系统的PAT,即可逆式水轮机(RPT),与其他正式使用的机组设备相比具有许多优点。目前已经取代了以前使用单独的泵和涡轮机来分别泵送水和发电的布置,从而提高了工厂的经济性。抽水蓄能电站通常安装在两个蓄水池之间,在高需求时段(大部分是白天),水从高蓄水池释放到低蓄水池用于发电,并在低需求时间内泵送回高蓄水池进行储能(大多是晚上的时间)。这些设备通常在非设计条件下运行,并由于电网不断变化的电力需求使其在泵送和发电模式之间频繁切换。在保证电网稳定运行的前提下,抽水蓄能电站大多需要提供电力,导致其在非设计运行条件和相关的流动中呈现不稳定性。例如,由于各种可能的原因,其它的可再生能源--风能和太阳能减少了发电量,导致电网能源需求和供应之间的不匹配,从而需要抽水蓄能电站的干预以弥补当前的电力不稳定性。这种补充能量的操作我们通常称为“峰值循环”。根据水泵水轮机的比转速,在固定导叶开度下的流量—转速以及扭矩-转速特性曲线都是“S形”。在这种情况下,其可能在飞逸转速和更高转速下变得非常不稳定,结构振动显着增加,使得其与电网实现安全的机器同步变得更加困难。迄今为止已经进行了多种不同的研究,主要目的是彻底了解这些不稳定背后的流动力学。然而,尽管在解决问题上采用了不同的办法,但当涉及抽水蓄能水电站内的RPT操作时,流动不稳定仍然是最常遇到的危险问题之一。严重的情况下它们可能在会导致某些RPT部件破损,,当振动频率接近工厂的固有频率时甚至会导致整个工厂的破坏。本文试图在上述两种机器(PAT和RPT)中找到上述问题的长期解决方案,旨在通过低扬程可逆泵水轮机和低水头泵作透平的缩小模型来探索流动动力学。对于PAT的研究,本文主要研究非设计工况下特定比转速的泵作透平的流动不稳定性起始和发展机制,尤其着重于PAT部分载荷流动条件(0.67QBEP)。对于RPT的研究,本文主要研究在不同的设计参数下从涡轮飞逸到涡轮制动的流动特性,包括不同的转轮叶片后缘位置,导叶开度角和转轮叶片数等。本文主要采用实验和数值模拟的研究方法。基于在中国哈尔滨电机研究所(HILEM)的试验台,本文测量了静止和旋转条件下流量和压力,用于验证后期数值模拟的准确性。数值模拟完成了水泵水轮机模型的完整流道的非稳态不可压缩湍流的研究,其中PAT模型采用k-ε湍流模型进行计算,而RPT模型采用剪切应力传输(SST)模型进行计算。针对特定计算选择的特定湍流模型以提高计算能力和适应性。对于所有模拟案例,几何模型都是通过CAD软件,NXUnigraphics和CFTurbo构建的;而相关的计算网格是通过Ansys ICEM和Ansys Turbogrid创建的。为了快速求解收敛,首先进行稳态模拟,并将其结果作为瞬态流动模拟的初始条件。从可用的实验结果中选择质量流速(Q)和静压(P)分别作为相应的入口和出口边界条件,所以壁面均考虑壁面函数。然而,对于PAT情况,入口和出口边界条件的位置是相反的。基于所研究的模型由旋转部分和静止部分组成的事实,它们之间的连接采用不同的交界面连接。所谓的“阶段混合”和“冻结转子”类型分别用于流道入口和出口区域用于稳态模拟,而“瞬态转子-定子”类型用于瞬态模拟。另一方面,在固定组件之间采用通用网格接口(GGI)类型。对于所有被研究的工况,根据情况模拟7到11个转轮,其中每个时间步长在1°(RPT)和2°(PAT)转轮旋转之间变化,使得一个完整的转轮旋转值为360和180时间步骤。对于详细的压力脉动特性分析,许多压力监测点已经定位在所研究模型的整个流动通道内的关键位置。通过将机器外部性能特征的数值模拟值与实验结果进行比较,对各个模型中使用的数值方案进行了准确性验证;在全局范围内,两者之间存在显着的一致性。针对叁种不同的叶片后缘位置——15mm,20mm和25mm进行PAT流量分析,结果表明PAT流动结构成为潜在的计算压力脉动的参数。类似的,通过对叶轮叶片设计修改导致不同的流动发展,这又导致不同的压力脉动特性。对于叁个研究的Rh值(15mm,220mm和25mm),在整个PAT流场内的不同监测点处,发现压力脉动主频率通常是叶轮旋转频率及其倍数,然而还发现低频分量与局部流动不稳定性相关。因此,转子-定子的相互作用(RSI)成为影响PAT压力脉动特性的主要因素,其中叶片通过频率(BPF)是叁个PAT组件(蜗壳,叶轮和出口管道)内的主要频率。在所研究的叁个PAT模型中,叶片后缘轮毂距离为20mm(Rh20)的模型的压力脉动最高,而Rh:15mm的模型的压力脉动最低。因此,压力脉动随着叶片后缘位置的变化并无明显规律。对于另一侧的RPT流量分析结果表明,在不同的导叶开口(17mm,21mm和25mm)和不同的转轮叶片数量(8,9和10叶片)下进行各种非设计流量条件的测试结果发现,随着机器流动条件从涡轮机操作区逐渐变化,叶片吸附侧附着的涡流首先出现在转子叶片间通道内。随着流量的不断减少,后者首先减弱并转移到叶片压力侧,而回流则出现在流道入口区域的轮毂侧。在失速的附近区域和涡轮制动区域,叶片间通道涡流变得严重,以涡流连续存在的方式完全阻塞了一些流道,这表明存在旋转失速的现象,而流道入口处涡流将其位置从轮毂扩展到中跨区域。此外,发现RPT中的流动对导叶开度和转轮叶片数量变化都非常敏感。从结果中可以看出,随着导叶开口逐渐增加,转子叶片间通道流动涡流趋于减弱,而无叶片空间流动不稳定性相应恶化。进一步增加转轮叶片数量,也发现了相同的现象。同样的,随着流量的不断减少,RPT压力脉动幅值从涡轮机高流量条件向BEP减小,从它们增加到在失速区和操作点处达到峰值,最终减少到涡轮制动操作条件。在从螺旋壳进口到导流管出口的RPT全流道上,最高的压力脉动出现在流道和导叶之间的无叶空间。这些压力源来自于同一区域内的RSI和与工况有关的流动不稳定性。然而,除了与无叶片空间流动不稳定性相关的低频分量之外,RSI导致的压力脉动主导频率分量,即BPF及其谐波(2BPF和3BPF),在上游流动时直接衰减到非常低的振幅值。此外,流道上游区域中的低频压力脉动分量与尾水管流动不稳定密切相关,因为它们通常是尾水管压力脉动主导频率的倍数(0.19fn)。研究发现,RPT全流动区域内压力脉动幅度随着导叶开度而增加,而转轮叶片数量的增加与RPT压力脉动特性之间没有规律关系。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
张洪鑫,李燕飞,陈绍文,王松涛,王仲奇[2]（2019）在《设计工况下非轴对称端壁造型方法对涡轮动叶性能的影响》一文中研究指出为揭示非轴对称端壁控制涡轮动叶二次流的物理机制,采用叁角函数造型方法,对设计工况下某一燃气涡轮的第一级动叶进行数值研究.结果表明,只有在合适的非轴对称端壁半径扰动量下,才能获得较好的气动收益;扰动半径在5%～10%叶高内,性能会有所提升.相对于造型幅值,气动性能对造型几何位置更为敏感.本文采用的叁角函数造型法主要通过合理降低横向压力梯度,推迟通道涡发展,从而减弱通道涡强度和维度,进而降低流动损失.(本文来源于《大连海事大学学报》期刊2019年01期）
王宸[3]（2018）在《船舶非设计工况的机桨匹配研究》一文中研究指出随着设计制造与控制信息技术在船舶领域的快速发展,世界着名螺旋桨制造商LIPS公司被芬兰的W?rtsil?柴油机厂商收购,世界主要柴油机制造商MAN B&W公司拥有螺旋桨设计和生产部门,这标志着船舶推进系统集成化逐渐成为船舶设计的必然趋势。“船机桨”匹配作为船舶推进系统集成的核心,对提高船舶营运的经济性和安全性至关重要。但是“船机桨”匹配一般基于船舶设计工况点,设计的主机以及螺旋桨参数在设计工况下运行最优,而船舶经常运行在非设计工况下,“船机桨”匹配性能以及主机最佳运行性能较难获得。因此本文在开展设计工况下的“船机桨”匹配研究的同时,还进行了非设计工况下主机-螺旋桨匹配特性的研究,确保船舶在非设计工况下能够满足船舶的设计与运行要求。本文基于Matlab/GUI环境建立了推进系统集成化设计平台,该平台具有船阻计算模块、船舶-主机匹配模块(初步匹配)、主机-螺旋桨匹配模块(终结匹配)以及螺旋桨校核模块。在船舶-主机匹配模块中研究了影响低速机设计工况点选取的叁种因素;主机-螺旋桨匹配模块包含了传统回归拟合方法以及遗传算法的两种匹配方法,其中遗传算法作为船机桨匹配优化方法,将其与传统方法进行了比较。为了研究非设计工况下的船机桨匹配性能,本文基于MATLAB/Simulink环境下建立了非设计工况的推进系统仿真模型,并对平台基于传统回归拟合方法匹配的螺旋桨、基于遗传算法匹配的螺旋桨以及实际船舶采用的螺旋桨分别进行非设计工况仿真分析。本文根据38800DWT散货船的数据,利用匹配平台进行计算,其计算结果验证了平台的准确性,同时表明了基于遗传算法的匹配方法相比传统的回归拟合方法而言,能够匹配更大效率的螺旋桨,且计算流程相对简单。根据非设计工况推进系统仿真模型,针对设计工况、轻载工况以及重载工况叁种工况进行仿真,仿真结果表明:非设计工况下实船采用的设计桨的机桨配合特性最优,其次是遗传算法匹配的螺旋桨,最后是传统方法匹配的螺旋桨。同时,传统方法匹配的螺旋桨在非设计工况下无法运行在主机限制线内,说明只根据设计工况进行匹配设计,会导致非设计工况下机桨匹配工作出现超出主机运行限制区域的问题,因此考虑设计工况点与非设计工况结合的机桨匹配具有重要意义。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2018-12-01）
吴俊欣[4]（2018）在《非设计工况下潜水贯流泵内部流动数值模拟及试验研究》一文中研究指出潜水贯流泵是将潜水电机与贯流泵技术相结合的一种装置型式,由于其水力性能优良、结构形式紧凑、抗噪性良好和运行费用低等特点,在城市雨水泵站、防洪排涝和灌溉方面有良好的应用前景。潜水贯流泵装置适用于低扬程泵站,低扬程泵站对水位、流量等条件的变化比较敏感,水泵在实际应用中并不一定在设计工况下运行。为了深入研究潜水贯流泵装置在非设计工况下的内部流动情况,进一步提高泵装置的水力性能和效率,本文运用数值模拟和试验研究方法,对潜水贯流泵装置内部流动特性进行研究,对于理解并掌握非设计工况下潜水贯流泵装置内部流动具有一定现实意义。利用ANSYS CFX软件对潜水贯流泵装置进行叁维非定常数值模拟计算,分析了非设计工况下泵装置内部流动情况和压力脉动特性。由于叶片旋转的影响,叶轮进口截面和叶轮出口截面的轴向速度分布、静压分布呈现和叶片数对应的周期性。小流量工况下,水流对叶轮叶片冲角较大,叶片表面和轮毂附近存在脱流、回流和漩涡等不稳定流动现象;导叶体叶片吸力面和导叶体轮毂附近存在回流、脱流和漩涡等不稳定流动现象,在导叶体中间截面达到最大范围,此时导叶体未完全回收环量,水流经导叶体通道后做轴向流动和环向旋转的螺旋流动。大流量工况下,叶轮内水流流态较好;导叶体内流线分布均匀性较高,漩涡区存在导叶体通道内叶片压力面附近。潜水贯流泵装置叶轮室和导叶体附近脉动主频以叶频及其倍频为主,同一工况下,从叶轮进口到灯泡体尾部,压力脉动幅值不断减小。小流量工况下压力脉动较设计工况和大流量工况大,因此应尽可能避免潜水贯流泵装置在小流量工况下运行。不同流量工况下,叶轮进口和叶轮出口截面,压力脉动从轮毂到轮缘逐渐增大。通过潜水贯流泵闭式试验台进行不同转速下外特性和压力脉动测量,对比分析了不同转速下数值模拟和模型试验外特性差异,分析了不同转速、不同监测点、不同流量工况下泵装置轴向监测点时域与频域变化情况。潜水贯流泵装置3次重复性试验外特性趋势完全一致,相近工况下数值结果非常接近,表明试验台测试结果的稳定性和可靠性。对比泵装置数值模拟结果和试验结果可以发现,外特性趋势基本一致,数值模拟和试验的Q-H曲线吻合较好。小流量工况下,数值模拟算得效率高于试验,大流量工况则相反。通过幅值分析可以看出,当转速为1200 r/min和1450 r/min时,随着流量的增大,潜水贯流泵装置脉动轴向脉动监测点均方根值呈不断减小趋势,导叶体出口偶有增大情况;当转速为900 r/min时,随着流量的增大,叶轮出口脉动均方根值不断减小,导叶体中间截面脉动均方根值先减小后增大,从导叶体中间截面往后4个轴向脉动监测点均方根值不断增大。通过频域图分析可以看出,不同转速下,受到旋转叶轮的影响,叶轮出口截面的脉动主频为叶频。随着转速的增大,泵装置6个轴向监测点次主频范围往小频率方向偏移。比较同一转速、不同流量工况下,叶轮出口脉动主频幅值随着流量的增大而减小,其余监测点脉动主频幅值变化未有明显规律性。(本文来源于《扬州大学》期刊2018-12-01）
李文哲,张方方[5]（2018）在《水下涡轮发动机设计工况优化设计》一文中研究指出为提高水下涡轮发动机设计工况经济性能,在完成涡轮发动机设计建模的基础上,以发动机设计工况内效率最大为目标函数,利用遗传算法对涡轮机工作背压、动叶栅平均直径、喷嘴进气倾斜角及其扩张角等4个参数进行优化匹配研究,并重点针对各个优化参数对内效率的影响开展仿真研究。仿真结果表明,4个优化参数中,该型涡轮发动机设计工况内效率对其工作背压最敏感,而对喷嘴扩张角最不敏感;优化设计后涡轮机设计工况内效率提高6.24%,相应工质秒耗量减小5.87%,发动机经济性能改善明显。文中建立的数学模型及优化设计结果可为涡轮机变工况热力计算提供初始模型及数据参考。(本文来源于《水下无人系统学报》期刊2018年03期）
程新年[6]（2017）在《大化水电站非设计工况溢流对枢纽的危害性分析及应对措施探讨》一文中研究指出近年来,受新增电源不断投入运行、社会用电负荷增长不明显影响,大化水电站低流量开闸泄流、弃水现象日趋常态化,改变了原设计的运行方式,给水电站的安全生产带来了的较大影响。本文对产生的非设计工况运行的危害性进行了分析并提出了应对措施。(本文来源于《广西电业》期刊2017年11期）
丁小娟,钟兢军,陆华伟[7]（2017）在《涡轮平面叶栅设计工况下旋涡结构分析》一文中研究指出为了揭示涡轮流道内旋涡结构的空间演化规律,本文采用数值模拟方法对某型涡轮平面叶栅内部流场进行了详细的拓扑分析。首先,利用已有的平面叶栅吹风实验结果对数值模拟结果做了详细的校核,对比结果表明实验结果和数值模拟结果在叶栅气动性能的变化趋势上保持一致,因此用数值模拟结果来定性分析叶栅旋涡结构具有可行性。通过对叶栅流道内部和出口若干个截面上的二次流流线的分析,建立起该涡轮平面叶栅流道旋涡结构,结果表明该叶栅旋涡结构呈上下对称分布,共存在六个旋涡,即上、下马蹄涡、上、下通道涡、上、下集中脱落涡。最终,通过建立叶栅叁维定常旋涡结构,明确了叶栅流场内旋涡演化规律。(本文来源于《节能技术》期刊2017年05期）
张广,许彬,魏显着[8]（2017）在《非设计工况下混流式水轮机尾水管压力脉动研究》一文中研究指出本文对非设计工况下水轮机尾水管流动进行数值研究。通过求解雷诺时均N-S方程和DES(Detached Eddy Simulation)湍流方程,分析了尾水涡带的形态及其引起的压力脉动特性。研究结果表明,尾水涡带的长度、偏心距及转动方向与水轮机运行条件有关:锥管上游测点周期性压力脉动比较规律,压力脉动幅值基本相同且主频突出;锥管下游同一平面上的不同测点压力脉动的幅值差异较大,而且压力脉动的频率成分增多。(本文来源于《黑龙江电力》期刊2017年04期）
张健,陈榴,叶创捷,戴韧[9]（2017）在《非设计工况下涡轮叶栅前缘壁角的作用》一文中研究指出透平叶栅端区二次流具有复杂的涡系结构。Langston实验描述了两支马蹄涡和通道涡的演变和发展过程。基于Langston叶型构造出有效的前缘壁角,建立涡轮叶栅带有前缘壁角的端壁流动计算模型,分析前缘壁角对端壁流动与传热特性的影响,并评估其在非设计条件下的适应性。结果表明:在一定的非设计工况范围内,前缘壁角削弱了前缘马蹄涡和通道涡的强度,降低了流道内部的气动损失,增加了近端壁的流动损失。有效的前缘壁角使前缘附近端壁换热水平减弱,流道端壁换热整体减弱,端壁高换热区沿流向下移,尾缘附近换热有所增加。在一定的非设计工况范围内,前缘壁角都是有效的。(本文来源于《热能动力工程》期刊2017年07期）
易丛,李达,赵晶瑞,谢波涛,白雪平[10]（2017）在《规范及设计工况对单点系泊系统设计的影响》一文中研究指出针对南海单点系泊系统具体案例,考虑不同规范规定的多风浪流组合工况,通过水动力频域计算及系泊系统时域分析,得出不同工况下的系泊力数据,认为在波高周期相同的前提下,基于不同规范的系泊分析结果接近;与以往"采用环境条件的主极值和条件极值进行计算分析"的方法相比,采用方向极值进行单点系泊系统的设计更为科学可靠。(本文来源于《船海工程》期刊2017年02期）
设计工况论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为揭示非轴对称端壁控制涡轮动叶二次流的物理机制,采用叁角函数造型方法,对设计工况下某一燃气涡轮的第一级动叶进行数值研究.结果表明,只有在合适的非轴对称端壁半径扰动量下,才能获得较好的气动收益;扰动半径在5%～10%叶高内,性能会有所提升.相对于造型幅值,气动性能对造型几何位置更为敏感.本文采用的叁角函数造型法主要通过合理降低横向压力梯度,推迟通道涡发展,从而减弱通道涡强度和维度,进而降低流动损失.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
设计工况论文参考文献
[1].Binama,Maxime.水泵水轮机在非设计工况下流动不稳定特性的研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].张洪鑫,李燕飞,陈绍文,王松涛,王仲奇.设计工况下非轴对称端壁造型方法对涡轮动叶性能的影响[J].大连海事大学学报.2019
[3].王宸.船舶非设计工况的机桨匹配研究[D].哈尔滨工程大学.2018
[4].吴俊欣.非设计工况下潜水贯流泵内部流动数值模拟及试验研究[D].扬州大学.2018
[5].李文哲,张方方.水下涡轮发动机设计工况优化设计[J].水下无人系统学报.2018
[6].程新年.大化水电站非设计工况溢流对枢纽的危害性分析及应对措施探讨[J].广西电业.2017
[7].丁小娟,钟兢军,陆华伟.涡轮平面叶栅设计工况下旋涡结构分析[J].节能技术.2017
[8].张广,许彬,魏显着.非设计工况下混流式水轮机尾水管压力脉动研究[J].黑龙江电力.2017
[9].张健,陈榴,叶创捷,戴韧.非设计工况下涡轮叶栅前缘壁角的作用[J].热能动力工程.2017
[10].易丛,李达,赵晶瑞,谢波涛,白雪平.规范及设计工况对单点系泊系统设计的影响[J].船海工程.2017
论文知识图
