水轮机水力稳定性

  • 作者:苏文涛,李小斌,刘锦涛
  • 责编:张永芹
  • ISBN:978-7-5603-5950-2
  • 出版日期:2016-5-1
  • 所属丛书:
  • 定价:48.00
  • 开本:16
  • 页数:188
  • 图书分类:Q.数学类
  • 中图分类:TK能源与动力工程
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【内容提要】

本书以水轮机水力稳定性为中心,阐述了水轮机水力稳定性的内涵和定义.首先介绍了影响水轮机水力稳定性的因素及其原因;并介绍了水轮机运行的实验研究方法和数值模拟研究方法,综合最近研究成果,以水泵水轮机为例,介绍其水力不稳定性;最后介绍了水力稳定性的分析方法及提高运行稳定性的措施.

本书可作为水力机械科研工作者的参考用书.

【目  录】

1章 绪论//1

1.1 引言//1

1.2 流功稳定性概述//3

1.3 水轮机运行的不稳性因素//5

1.4 水轮机运行稳定性评价//7

1.5 水轮机运行稳定性现状//8

1.6 水力稳定性研究方法//10

1.6.1 实验研究//10

1.6.2 数值仿真研究//11

2章 水轮机运行实验研究方法//13

2.1 引言//13

2.2 模型转轮水力测试实验//13

2.2.1 模型实验概述//13

2.2.2 混流式水轮机能量特性测试//14

2.2.3 水轮机压力脉动的模型实验//18

2.3 水轮机内部流场PIV测试//18

2.3.1  PIV简介//19

2.3.2  PIV测试实验台流动回路//21

2.3.3  PIV测试控制系统//23

2.3.4  适用于PIV测试的局部透明水轮机模型// 24

2.3.5  PIV测试系统组成//26

2.3.6  PIV实验台水力性能测试//29

2.3.7  导叶流域PIV测试结果分析//30

2.4 水轮机内部流场高速摄像测试//33

2.4.1 流态观测成像系统//34

2.4.2 尾水管涡带观测//34

2.4.3 叶道涡与脱流空化现象//37

3章 水轮机内流场数值研究方法//42

3.1  CFD概述//42

3.1.1  CFD发展//43

3.1.2  CFD应用//44

3.2  CFD 数值计算方法//45

3.2.1 流动控制方程//45

3.2.2 湍流模型//49

3.2.3 壁面函数和近壁面模型//50

3.2.4 空化模型//53

3.3 针对水轮机内部流动湍流模型的改变//54

3.3.1 基于重整化群的非线性PANS湍流模型及验证//54

3.3.2 考虑强旋转和大曲率流动的各向异性k/e 模型修正及验证//79

3.3.3 考虑水体弹性的三维非定常湍流的建模//83

3.3.4 改进的RNG k/e DES模型//85

3.3.5 基于LESRANS的自适应尺度模拟(SAS)//87

3.4 水轮机内部流场的LES //87

3.4.1 计算模型及LES//88

3.4.2 计算网格及边界条件//90

3.4.3 LES计算结果//91

4章 水泵水轮机水轮机工况的水力稳定性//98

4.1 水泵水轮机水力不稳定性问题的根源//98

4.2 水泵水轮机“S”特性研究现状//100

4.3 水泵水轮机“S”区特性数值计算概述//101

4.3.1 物理模型//162

4.3.2 数值计算模型//103

4.3.3 数值计算初步结果……

4.4 基于SST 模型的水泵水轮机全流道计算//110

4.4.1 蜗壳与双列叶栅流场分析//110

4.4.2 转轮流场分析//121

4.4.3 尾水管段流场分析//129

4.5 基于水体弹性模型的飞逸过程“S”区不稳定性//130

4.5.1 外特性的分析//131

4.5.2 内部流场的分析//132

4.6 基于PANS模型的MGV水泵水轮机“S”区模拟//137

4.6.1  MGV对“S”特性的影响//138

4.6.2  MGV对内流场的影响//139

4.6.3 不同预开启开度下的“S”特性//141

4.6.4 空载开度飞逸点压力脉动//141

4.7 水泵水轮机水力稳定性研究趋势//144

5章 水轮机水力稳定性分析方法//145

5.1 时频分析方法//145

5.2 小波分析方法//146

5.3 混沌动力学分析方法//147

5.3.1 混沌动力学在水力机械中的应用//147

5.3.2 提升小波法去噪//148

5.3.3 混沌动力学分析内容//149

5.3.4 相轨迹分析//150

5.3.5  Poincaré映射图分析//151

5.3.6  Lyapunov指数分析//152

5.4 湍流场满动能分析//153

5.5 脉动信号联合分析//156

5.6 销产理论分析//158

6章 提离水轮机运行稳定性//161

6.1 稳定运行的意义//161

6.2 提高运行稳定性措施//161

6.3 展望//163