混流式水轮机转轮模态计算及振动特性分析

论文摘要

为深入探究水轮机转轮在运行过程中出现裂纹甚至断裂的原因,以国内某电站所使用的混流式水轮机为研究对象,基于单向流固耦合理论,采用ANSYS CFX和workbench平台对水轮机全流道进行数值计算,得到水轮机转轮自由模态和预应力模态前6阶的固有频率和振型,并将转轮的固有频率与各水力激振力频率进行比较,分析其变形及振动特性。研究结果表明:水轮机转轮最大变形主要位于转轮上冠、下环以及叶片出水边中部;转轮的振型主要表现为摆动、绕轴旋转、弯曲及沿轴向方向上下振动;水轮机在转速n=272. 7 r/min下运行时,激振频率与低阶固有频率相近,机组易发生共振。

论文目录

• 1 数值计算方法
•   1.1 标准k-ε模型
•   1.2 固体弹性结构有限元理论
• 2 研究对象及模型建立
• 3 网格划分及边界条件设置
• 4 转轮模态振动分析
•   4.1 固有频率分析
•   4.2 转轮振型分析
•   4.3 转轮振动特性分析
•     4.3.1 典型激振力频率的计算
•     4.3.2 转轮固有频率与典型激振力频率的对比分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 史广泰,杨茜,刘宗库,薛志成

关键词: 混流式水轮机,流固耦合,模态分析,主振型,数值模拟

来源: 西华大学学报(自然科学版) 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 动力工程

单位: 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室,西华大学能源与动力工程学院

基金: 中国博士后科学基金特别资助(2017T100077),中国博士后科学基金面上资助(2016M600090),西华大学重点科研基金资助(Z1510417),四川省教育厅科研项目资助(重点项目)(172470)

分类号: TK733.1

页码: 1-6

总页数: 6

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