后置灯泡式贯流泵装置水力模型

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灯泡贯流式水轮机模型测试技术研究

灯泡贯流式水轮机模型测试技术研究张海平孟晓超张建光陈莹马兵全(中国水利水电科学研究院，北京 100038)摘要：本文针对灯泡贯流式水轮机的结构特点，对这种机型性能测试中的一些关键技术难点包括测功系统的结构设计、模型机组变形分析、测量系统配置等问题进行了探讨，并提出了解决措施，成功地对灯泡贯流式水轮机的各项水力性能进行测试。

关键词：灯泡贯流式水轮机、模型、静压轴承、测试技术Measuring Technology Research on Bulb Turbine ModelZHANG Haiping, MENG Xiaochao, ZHANG Jianguang, CHEN Ying, MA Bingquan(China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100038) Abstract: This paper discussed the key problems on how to measure the hydraulic performance of bulb turbine, including the structure design of torque measuring system, model distortion analysis, and data acquisition system etc. Put forward the methods how to deal with these problems and measure the hydraulic performance of bulb turbine successfully.Key Words: Bulb Turbine, Model, Hydrostatic Bearing, Measuring Technology1、前言灯泡贯流式水轮机是低水头水力资源最优的开发型式，它具有过流能力大、效率高、土建工程量少、建设周期短、投资少和见效快等诸多优点。

灯泡贯流泵装置内部流动数值模拟

灯泡贯流泵装置内部流动数值模拟
金燕，刘超，汤方平
（州大学江苏省水利动力程曩点实验窒，江苏扬州２５０）平均Ｎｖｅ —Ｓｏｅ基ａｉｒｔｋｓ方程、Ｎ紊流模型和ＳＭＬＲＧｋ一ＩＰＥ算法，对一灯泡
关键词：灯泡贯流泵装置；内部流动；数值模拟；能试验性中图分类号：Ｖ３ＴＩ１文献标志码：Ａ文章编号：１７６４—８３（００００５０５０２１）２— １５— ５
Ｎｕｅｉａｉｕａｉｎｏｎｅｎａｏｏｕｕｌｒｐｍｐｓｓｅｍｒｃｌｓｍｌｔｏｆｉｔｒｌｆｗｆｔｂａｕｌｙｔｍ
■ 排灌机械工程学报
—— ＿ＪｕｎｌｆＤｒｉａｅａｄＩｒｇｔｏｃｉｅｙＥｎｉｅｒｎｏｒａａｎｇｎｒｉａｉｎＭａｈｎｒｇｎｅｉｇｏ
＿．Ｎ ■ ｌＩ靴－ ● ２ｏ１ ■ Ｖ８．■ ｏ２Ｉ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＢａｅｎｔｅＲｅｎｌｓａｅａｅｖｅｓｄｏｈｙｏｄｖｒｇｄＮａｉｒ—ＳｏｅｑａｉｎｎｈｔｋｓｅｕｔｏｓａｄｔｅＲＮＧｔｒｕｅｔｍｏｅ，ｋ— ｕｂｌｎｄｌｔｅｔｒｅｄｍｅｓｏａｏｆｅｄｉｕｕａｕｙｔｍｓｓｍｕａｅｙＣＦＤ．Ｔｈｅｆｒｎｅｐｒｍｅｈｈｅ — ｉｎｉｎｌｆｗｌｎａｔｂｌｒｐｍｐｓｓｅｗａｉｌｔｄｂｌｉｅｐｒｏｍａｃａａ — ｔｒｆｐｍｐｓｓｅｓｈａｅｄ，ｓａｔｐｗｅｎｆｃｅｃｒｒｄｃｅａｅｎｔｅｃｌｕａｉｎｏｅｓｏｕｙｔｍｕｃｓｈａｈｆｏｒａｄｅｉｎｙｗｅｅｐｅｉｔｄｂｓｄｏｈａｃｌｔｆｉｏｄｆｅｅｔｏｅａｉｇｃｎｉｉｎｔｈｏｒｔａｇｒｍ０Ｌ／ｏ３／ｓａｈａｏａｉｇｓｅｉｆｒｎｐｒｔｎｏｄｔｏｓｗｉｔｅｆｗａｅｒｎｅｆｏ２ｓｔ５Ｌｔｔｅｓｍｅｒｔｔｎｐｅｄ．Ａｔｈｌｔｅｂｓｆｃｅｃｏｄｔｎ，ｔｅｐｅｓｒｓｗｅｌｄｓｒｂｕｅｈｅｔｅｉｎｙｃｎｉｉｉｏｈｒｓｕｅｉｌ— ｉｔｉｔｄ，ａｄｔｅｆｏｐｔｅｎｉｔａｙ，ａｍａｌａｄｎｈｗａｔｒｓｓｅｄｌｔｓｌｎｌｒｅｆｏｒｔｏｄｔｏｓｔｅｆｏｐｔｅｎｄｓｈｒｅｐｓａｅｂｃｍｅｕｂｌｎ，ｆｏｄｖａｉｎ，ｓｐｒ — ａｇｗａｅｃｎｉｎｈｗａｔｒｉｉｃａｇａｓｇｅｏｓｔｒｕｅｔｌｗｅｉｔｌｉｌｎｏｅａａｔｎａｄｖｒｅｒｐｅｒｄｉｎｏｔｘａｅａｐａｅ．Ｆｏｅｆｉｇｔｅａｃｒｃｎｅｉｂｌｔｆｔｅｃｌｕａｉｎｒｓｌｓｄｅｏｒｖｒｙｎｈｃｕａｙａｄｒｌａｉｙｏｈａｃｌｔｅｕｔ，ａｍｏｌｉｉｏｔｓｓｃｎｕｔｄ．Ｔｈｏａｓｎｏｉｌｔｎｒｓｌｓａｄｔｅｅｐｒｍｅｔｄｔｈｗｈｔｔｅｃｌｕａｉｎｅｔｗａｏｄｃｅｅｃｍｐｒｏｆｓｍｕａｉｅｕｔｎｈｘｅｉｏｉｎａａｓｏｔａｈａｃｌｔｏｐｒｏｍａｃｓｃｏｅａｒｅｗｉｈｔｅｅｐｒｍｅｔｒｓｌｓｉｈｉｈｅｃｅｃｒａ，ｂｔｕｄｒｔｅｃｎｉｉｎｏｅｆｒｎｅｌｓｇｅｔｈｘｅｉｎｅｕｔｎｔｅｈｇｆｉｎｙａｅｉｕｎｅｈｏｄｔｆｏｌｒｅｄｓｈｒｅａｄｌｗａｅ，ｄｖａｉｎｘｓｅｗｅｎｔｅｔｅｕｔ．ａｇｉｃａｇｎｏｒｔｅｉｔｏｓｅｉｔｂｔｅｈｗｏｒｓｌｓＫｅｙｗｏｒｓ：ｔｂｕａｕｙｔｍ；ｉｔｒａｏｄｕｌｒｐｍｐｓｓｅｎｅｎｌｆｗ；ｎｍｅｃｌｓｍｕａｉｎ；ｐｒｏｍａｃｅｔｌｕｒａｉｌｔｏｉｅｆｒｎｅｔｓ

灯泡贯流泵装置的基本流态分析

ＬＬｎｇａｇ，Ｕｉ－ｕｎＣＨＥＪａＣＮ－ｉｇ，ＨＵＡＮＧｉ－ｎ，ＡＮＧｎ－ｉ，ＯＵｉ－ｕＮｉ，ＨＥＡｐｎｎＪｎｊＷｕＸｉｇｍｅＺＪａｇｏｎ
（．ｏｌｅｆＨｙｒｕｉＳｉｃ１Ｃｌｇｄａｌｃｅｅ＆Ｅｎｉｅｒｇ，ａｇｈｕＵｉｅｓｙ，２０９ＣｉａｅｏｃｎｇｎｅｉｎＹｎｚｏｎｖｒｉ２５０ｈｎ；ｔ２．ＨｕｉｎＩｖｓｉａｉｎａｄＤｅｉｎＩｓｉｔｏｔｏｓｒａｃＹｎｚｏ２３０ｈｎ）ａａｎｅｔｔｎｓｎｔｕｅｆＷａｅＣｎｅｖｎｙ，ａｇｈｕ，２０５Ｃｉａｇｏｇｔｒ
ｓｍｕａｉｎｍｅｈｄ，ｂｓｎｔｓｈａｉｆｗｈｒｃｅｉｔｃｆｆｏｔａｄｒａｓｔｏｅｕｂｐｍｐｓｓｅｗｅｅｒａｉｅ．Ｔｈｕｒｃｌｒ— ｉｌｔｔｏｏａｅｏｈｅｅｔｅｂｓｃｌｄｏｃａａｔｒｓｉｓｏｒｎｎｅｒｐｉｉｎｄｂｌｕｙｔｍｒｅｌｄｏｚｅｎｍｅｉａｅｓｌｓｗｅｅｖｒｆｙｔｅｐｏｄｌｔｓ．Ｔｈｅｕｔｄｉａｅｔａ：ｔｌｗａｔｒｈｅｎｕｌｔｃｎｕｔｏｆｈｒｎｔｐｓｔｏｅｕｂｕｔｒｅｉｉｂｈｅｈｌｆｍｏｅｅｔｄｅｅｒｓｌｓｉｃｔｈｔｈｅｆｏｐｔｅｉｔｅｉｔｄｏｔｅｏｄｉｅｆｏｏｉｉｎｄｂｌｎｎｎｎｌａｔｔｂｌｒｐｍｐｓｓｅｉｎｆｒａｄｓｏｈｙｎｈｏｄｉｈｙａｌｃｌｓｉｍａｌｒｕｕａｕｙｔｍｓｕｉｏｍｎｍｏｔｌ，ａｄｔｅｃｎｕｔｄｒｕｉｏｓｓｓｌ；Ｔｈｅｆｏｐｔｅｎｔｅｉｅｏｄｉｏｈｅｒｐｓ— ｅｌｗａｔｒｉｈｎｌｔｃｎｕｔｆｔｅｒａｏｉｎｔｎｅｕｂｔｂａｕｙｔｍａｅｓｔｅｆｏｔｈｉｄｂｌｕｕｌｒｐｍｐｓｓｅｉｓｍａｈｒｎｏｗｅｅ．ｔｅｅｉｅｔｘａｅｉｔｎｆｏｉｈｅｏｔｅｏｄｉｆｒａｓｔｏｅｕｂｔｂｕｏｓｖｒｈｒｓｖｒｅｎｄｄｖａｉｌｗｔｕｌｔｃｎｕｔｏｅｒｐｉｉｎｄｂｌｕ — ｏｎｏｌｒｐｍｐｓｓｅ，ａｄｔｅｃｎｕｉｈｄａｌｏｓｉａｇｒｔｉｏｎｉｔｎｔｈｙｒｕｉｓｅｉｌｐｉｃｐｅｔｏｉｉｎｔｅｂｌｎｆｏｔｏｈｅａｕｙｔｍｎｈｏｄｔｙｒｕｉｌｓｓｌｒｅ；Ｉｓｃｓｓｅｔｗｉｔｅｈｄａｌｅｓｎｔｒｎｉｌｏｐｓｔｈｕｂｉｒｎｆｃｈｃａｏｔ

灯泡贯流式水轮机水力设计的研究[1]

灯泡贯流式水轮机水力设计的研究[1] 灯泡贯流式水轮机水力设计的研究摘要:贯流式水轮机是一种开发利用低水头水力资源的良好机型。

本文讨论了灯泡贯流式水轮机几何设计参数和水力设计参数的选取方法和原则。

关键词:灯泡贯流式水轮机;几何设计参数;水力设计1. 贯流式水轮机特点贯流式水轮机是一种开发利用低水头水力资源的良好机型。

它具有比转速高、过流能力大和水力效率高等优良的水力性能，这使得机组的尺寸非常紧凑，降低了水轮发电机组的重量和价格，并因而缩小和简化了厂房建筑，同时，电站的土建开挖量相比于轴流式机组，也减少了许多，电站投资大约可节约三分之一左右。

它与传统的立式轴流式机组相比，具有更大的过流能力和大的比转速，在相同的出力情况下，价格性能比更合理、更具有经济性。

贯流式机组适合于平原河流的低水头开发，一般采用河床式水电站布置，也可以采用引水式布置，电站位置一般处于地形比价平坦，离城市较近，且水量比较丰富的地方，如果采用梯级开发，则避免了淹没大量土地和大规模的移民，减少电站投资，同时可改善航道和便于引水灌溉，有利于改善地方的经济。

贯流式水电站机组之间结构紧凑，投资小，建设周期较短，一般大中型水电站三年左右即可建成，投资回收较快。

2. 贯流式水轮机的发展方向我国的低水头水力资源十分丰富，水头在10米左右的大中型贯流式电站总容量就有2000多万kW，同时，我国海域宽广，岛屿众多，有很长的海岸线，具有丰富的潮汐能源，据不完全统计，我国潮汐能总装机容量可达到2000多万kW。

因此，在我国贯流式水轮机有非常巨大的市场。

截止1996年，我国对低水头水能资源开发较少，只建成了不到20座贯流式水电站。

近几年来，随着经济的发展，电力需求越来越大，缺电现象十分严重，国内对贯流式机组的需求也日益增多，而且，国外水电市场对低水头机组的需求量也增加很快。

随着水电开发速度的加快，当前在建和规划的贯流式水电站越来越多，容量越来越大，其市场前景广阔。

灯泡体前置或后置对微水头灯泡贯流式水轮机水力性能的影响

灯泡体前置或后置对微水头灯泡贯流式水轮机水力性能的影响李玲玉;郑源;陈洋;周大庆【摘要】为了研究灯泡体前置或后置在微水头条件下对灯泡贯流式水轮机水力性能的影响,利用CFD软件对设计水头为1m的水轮机进行三维数值模拟计算,并对最优方案进行模型试验验证.研究结果表明:水轮机灯泡体前置时,进水流道水头损失略大于灯泡体后置的水头损失;灯泡体后置时,虽然可以改善出水流道内产生的回流,但不能完全消除,所产生的水头损失远大于灯泡体前置的水头损失;灯泡体前置或后置对转轮流态影响不大,前置灯泡贯流式水轮机增设导叶可改善转轮叶片进水侧流态,但导叶段产生的水头损失较大;无导叶前置型灯泡贯流式水轮机的结构简单、效率较高、成本低、运行稳定,较适合于微水头特点下水力资源的开发应用;最优方案水轮机效率的计算值与试验值相比,误差不超过3％,验证了数值模拟计算的准确性.【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2015(035)002【总页数】5页(P62-66)【关键词】灯泡贯流式水轮机;前置灯泡体;后置灯泡体;微水头;水力性能;水头损失;数值模拟【作者】李玲玉;郑源;陈洋;周大庆【作者单位】河海大学能源与电气学院,江苏南京211100;河海大学能源与电气学院,江苏南京211100;河海大学能源与电气学院,江苏南京211100;河海大学能源与电气学院,江苏南京211100【正文语种】中文【中图分类】TV734.1微水电因其工程量小、设备简单、投资少等特点,是一种经济性良好、清洁便捷的水力资源,而我国平原地区2.5m以下的微水头水力资源非常丰富,选用适合的机型并适应其微水头的特点十分重要[1]。

目前,对微水头水轮机的开发研究还很少,灯泡贯流式机组因流道形式好、运行性能好、能量参数大、适用范围大、机组尺寸小、工程量小、投资省等特点,是开发低水头水力资源的理想机型[2-3]。

国内外对灯泡贯流式水轮机的研究较多,主要集中在机组选型和安装运行方面,在数值模拟方面,李凤超等[4-6]对灯泡贯流式水轮机进行了计算、优化及分析,但是针对前置或后置灯泡体对于水轮机性能的影响研究还很少。

灯泡贯流泵流道模型水力损失的测试

ｓｓｅａｄｔｓｅｉｅ。ｔｓｕｅ。ｌｓｅａｃｌｔｏｔｏｙｔｍｎｅｔｄｖｃｅｔｒｌｏｓｓｃｌｕａｉｎｍｅｈｄ，ｅｃｔ．ｗｅｅｉｕｔａｅｎｔｓｐｐｒｒｌｓｒｔｄｉｈｉａｅ．Ｔｈｅｍｅｈｄｗａｐｌｄｔａｕｅｔｄａｌｃｌｔｏｓａｐｉｏｍｅｓｒｈｅｈｙｒｕｉｅ
ＡｂｔａｔＴｏｓｒｅｔｐｉｓｒｃ：ｅｖｈｅｏｔｍｕｍｙｒｕｉｅｉｎｆｒａｌｒｅｐｍｐｎｔｔｏｈｄａｌｄｓｇｏａｇｕｉｇｓａｉｎ，ａｎｗｔｏｏｓｐｒｔｎｅｎｕｌｔｃｄｕｔｆｏｔｂｌｒｐｍｐｃｅｍｅｈｄｔｅａａｅｉｌｔａｄｏｔｅｏｎｉｒｍｕｕａｕ
ｓｓｅｗａｕｏｗａｄｆａｕｉｇｔｉｙｒｕｉｏｓｙｔｍｓｐｔｆｒｒｏｒｍｅｓｒｎｈｅｒｈｄａｌｌｓ，ｂｙｔｅｗａｏｄｓｇｐｃａａｕｉｇｓｓｅｎＰｒｂｌｍｓｒｌｔｄｔｈｅｍｅｓｉｇｃｈｙｔｅｉｎａｓｅｉｌｍｅｓｒｎｙｔｔ．ｏｅｅａｅｏｔａｕｒｎ
ｌｓｅｆｉｌｔａｄｏｔｅｏｄｉｏｕｂｔｂｌｒｐｍｐｓｓｅｏｈｕｏｓｓｏｎｅｎｕｌｔｎｕｔｆｂｌｕｕａｕｙｔｍｆｔｅｐｍｐｉｔｔｎｒｓｅｔｅｙｃｎｇｓａｉｅｐｃｉｌ．Ｔｈｅｔｒｓｌｓｓｇｆｈｔｔｅｍｏｅａｃｒｃｏｖｅｔｓｅｕｔｉｎｉｔａｈｒｃｕａｙｙ

基于模型预测控制的灯泡贯流式水轮发电机调节系统

2. 3 绕组涡流密度不对称分布
磁流变阻尼器绕组的涡流密度直接反映其涡流损
耗, 涡流损耗间接解释了磁流变阻尼器绕组的发热。
因此, 对阻尼器绕组涡流密度的研究可以清楚地
解释阻尼器杆的热状态。本文采用有限元分析法求解
磁流变阻尼器绕组的涡流问题。每个除法元件的涡流
可用下列公式计算
A
Ie =
- σ b z dxdy
( GD21 ) M
D1M 5
=

( )
式中, GD21 是飞轮力矩, 下标 M 是模型单元, P
是原型单元。
应该保持 nt 的常数值。这有助于确定 GV 和 RBs 的
调整时间, 以及调整时间, 如 GV 的部分关闭点时间。
在满足上述条件后, 原型机和模型机的瞬态过程相
制器启动方案的动态响应速度, 如图 2 所示。
图 4 负荷试验模拟结果
为了验证机组在卸载工况下的动态性能, 进行了
50% 的卸载试验场景。从图 4 可以看出, 当负载突然
丢失时, 机组很快达到 30s 左右的怠速状态, 使系统
趋于稳定运行, 表明系统即使在恶劣的工况下也能运
行良好。总之, 模型预测控制器比其他两种控制器稳
似, 工作参数之间存在如下关系, 在类似的稳定条件下
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电气技术与经济 / 研究与开发
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2
( nn DD )
( nn ) ( DD )
ìïN = n
( n ) ( DD )
流道叶尖与外圈之间的间隙。为了简化计算, 假设第

灯泡贯流泵装置内部流动及水力特性

灯泡贯流泵装置内部流动及水力特性
成立，刘超ＢＰＭ．ａｓｈ，方平金．１扬州大学水利科学与工程学院，江苏扬州２５０；．因霍温理工大学机械工程系，２０９２埃荷兰埃因霍温５０３扬州大学能源与动力工程学６０；．
院，苏扬州２５０）江２０９
摘要：为了深入研究灯泡贯流泵装置内部流动与水力特性之间的联系，用数值计算、能试验采性与ＰＶ流场测试方法，Ｉ获得了灯泡贯流泵装置在大流量、小流量和最优工况下的流动和水力特性．用ＲＧ紊流模型和ＳＭＬＣ算法，于多旋转坐标系模型，算了灯泡贯流泵内部定常采ＮＩＰＥ基计流动．分析了泵装置内部流动，出小流量工况下泵叶轮的进口有较大范围的旋涡区，指出水灯泡体内流态较为紊乱；而在最优工况及大流量＿况下，装置内未见明显回流区．究表明，泡７－泵研灯贯流泵进水流道水力损失符合传统管道内局部水力损失规律，出水流道的水力损失表现为与而
ｔｂｌｒｐｍｐ，ｔｏｐｔｅｎｙｒｕｉｅｆｒａｃｔａｌｗｏｒｔｕｕａｕｈｅｆｗａｔｒａｄｈｄａｌｐｒｏｍｎｅａｏｆｗａｅ，ｂｓｆｉｉｎｙｐｉｔａｄｌｎｃｌｅｔｅｆｃｅｃｏｎｎａｈｇｌｗａｅｗｅｅｉｅｔｇｔｄｂｅｎｆｆｏｓｍｕａｉｎ，ｐｒｏｍａｃｅｔａＶｅｓｒｍｅｔｉｈｆｏｒｔｒｎｖｓｉａｅｙｍａｓｏｌｗｉｌｔｏｅｆｒｎｅｔｓｎｄＰＩｍａｕｅｎ

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后置灯泡式贯流泵装置水力模型
作者：关醒凡，商明华，谢卫东，冯旭松， GUAN Xing-fan， SHANG Ming-hua， XIE Wei-dong， FENG Xu-song
作者单位：关醒凡,商明华,GUAN Xing-fan,SHANG Ming-hua(江苏大学,流体机械工程技术研究中心,江苏,镇江,212013)，谢卫东,XIE Wei-dong(江苏省水利勘测设计研究院,江苏,扬州,225009)
，冯旭松,FENG Xu-song(南水北调东线江苏水源公司,江苏,南京,210029)
刊名：
排灌机械
英文刊名：DRAINAGE AND IRRIGATION MACHINERY
年，卷(期)：2008,26(1)
被引用次数：6次
1.关醒凡;伍杰;朱泉荣南水北调东线已招标泵站水泵模型装置试验成果及分析[期刊论文]-排灌机械 2006(01)
2.ポンプ图集分科会;关醒凡泵图集 1976
3.曾江;李缦"能为南水北调工程做点力所能及的工作是我有生最大的愿望"江苏大学流体机械研究中心关醒凡教授访谈录[期刊论文]-通用机械 2004(01)
4.刘宁;汪易森;张纲南水北调工程水泵模型同台测试 2006
1.金燕.刘超.汤方平灯泡贯流泵装置内部流动数值模拟[期刊论文]-排灌机械工程学报 2010(2)
2.鲍培德.谢俊.马履中.尹小琴.杨启志泵站用行星齿轮变速传动装置的设计[期刊论文]-排灌机械工程学报
2010(3)
3.郑源.刘君.陈阳.李玺.杨雪林基于Fluent的贯流泵数值模拟[期刊论文]-排灌机械工程学报 2010(3)
4.施卫东.张德胜.关醒凡.曹卫东后置灯泡式贯流泵装置模型的优化与试验研究[期刊论文]-水利学报 2010(10)
5.SHI Weidong.ZHANG Desheng.GUAN Xingfan.LENG Hongfei Numerical and Experimental Investigation of High-efficiency Axial-flow Pump[期刊论文]-中国机械工程学报 2010(1)
6.冯旭松.关醒凡.井书光.汤方平.谢伟东南水北调东线灯泡贯流泵水力模型及装置研究开发与应用[期刊论文]-南水北调与水利科技 2009(6)
本文链接：/Periodical_pgjx200801007.aspx。