摘要：水泵水轮机的运行稳定性对抽水蓄能机组产生极大影响,为研究不同工况下水泵水轮机内部流态及压力脉动的详细特征,针对某一模型水泵水轮机,分析2种不同导叶开度下从较小流量到较大流量的内部流动和压力脉动。结果表明,小流量下活动导叶开度小时和大流量下活动导叶开度大时压力脉动较小,瞬时扬程的波动变化也小,流动平稳;小流量下活动导叶开度大时和大流量下活动导叶开度小时受到许多低频的影响,频率成分比较复杂,压力脉动幅值较大,瞬时扬程的波动也大,内部流动紊乱。

摘要：纵向无垫圈螺栓连接系统在工程中有着广泛的应用。然而,由于受到较多的设计变量和安装边间复杂接触状态的影响,其密封性分析和轻量化设计依然是一个难题。本文系统地分析了设计变量与密封失效的关系,有效地降低了设计变量的数目。通过适当修改Ma等人[11]的螺栓连接等效力学模型,能够准确预测螺栓孔处密封失效时的临界状态。最后,本文提出了纵向无垫圈螺栓连接系统轻量化设计的优化列式,并进行了数值实现和三维有限元验证。

摘要：改善空载电压波形、降低阻尼条损耗发热是优化电能质量、保障发电机与电网运行稳定性的重要问题。为此,采用调节阻尼绕组节距与定子斜槽措施相结合的设计方案,对1台30MW的大型贯流式水轮发电机空载电压波形和额定负载工况的阻尼条损耗发热进行了优化设计,并利用多层运动电磁场场路耦合时步有限元模型和三维温度场有限元模型进行了分析与计算。结果表明,在合理增大阻尼绕组节距的基础上,结合斜槽措施,既能明显地优化空载电压波形,又能有效地防止阻尼条过热故障的发生。计算结果与实测数据相符合。该研究结果对提高发电机的设计水平并改善发电机与电网的运行稳定性具有参考价值。

摘要：为了深入研究大型贯流式水轮发电机阻尼绕组的损耗和发热规律,建立了发电机二维电磁场和转子三维温度场有限元模型,考虑了电磁场时变、运动、非线性等因素对损耗的影响以及转子铁芯各向异性导热性能和磁极迎风面、背风面散热性能差异对发热的影响。在此基础上,以东方电机股份有限公司生产的36 MW贯流式水轮发电机为例,针对不同工况、结构和材料,对阻尼绕组的损耗和温度进行了综合计算和对比分析,并与实测数据进行了比较。结果表明,该模型计算精度高,发电机设计合理,研究结论对探讨大型贯流式水轮发电机阻尼绕组的损耗发热规律、改进其设计、提高发电机与电网的运行可靠性具有参考价值。

摘要：为探究灯泡贯流泵中不同射流参量的减阻特性,针对鲨鱼鳃部开展仿生设计,建立灯泡体前端设有射流端口的灯泡贯流泵模型,通过CFX研究射流端口安放位置、射流速度以及安放数量对灯泡贯流泵流场的影响机制。结果表明:近壁主流同射流相互碰撞,主流向射流传递轴向动量削弱近壁主流轴向速度;射流向主流传递径向动量增大近壁主流径向速度,托举近壁高流速带远离灯泡体,使近壁中低流速带拓宽、高流速带收缩,减小壁面切应力;计算预测减阻效果最高达23.069%,扬程提高0.083 m、效率提升1.729%,可为灯泡贯流泵优化设计、高效运行提供指导。

摘要：改善空载电压波形是发电机优化设计、保证电能质量的重要问题。采用极靴偏心与阻尼条偏心等不对称磁极结构设计方案,对一台45MW的大型水轮发电机空载电压波形进行优化设计,并利用二维运动电磁场场路耦合时步有限元模型,进行分析与计算。结果表明,合理偏移极靴和阻尼条位置,可以明显削弱齿谐波,改善气隙磁场分布和空载电压波形。计算结果与实测数据相吻合。研究成果已在3个电站的大型水轮发电机上得到工程实际应用。

摘要：为了准确分析大型水轮发电机的损耗和发热问题,分别建立了2维稳态电磁场、运动电磁场和场路耦合的有限元模型,并以1台36MW贯流式水轮发电机为例,对转子铁芯损耗和阻尼绕组损耗进行了计算。在此基础上,结合3维温度场有限元计算,分析了3种不同电磁场模型对转子热源和温度计算结果的影响,并与试验数据进行了对比。结果表明,场路耦合模型计算精度更高,额定工况时每根阻尼条的损耗不等,背风面阻尼条的发热明显大于迎风面的阻尼条,转子最高温度位于阻尼绕组而非励磁绕组。研究结果对提高大型水轮发电机转子损耗和温度场的计算精度以及设计、运行的可靠性具有参考价值。

摘要：受多变量和接触非线性的影响,如何延长高强度螺栓疲劳寿命依然是亟待解决的难题。为准确预测螺栓的疲劳寿命,文章将经典参数分析方法与机器学习技术相结合,首先根据数值分析结果对螺栓疲劳寿命参数的影响因素进行降维处理,然后使用多项式回归(PR)和多层感知(MLP)回归的机器学习模型建立螺栓应力幅与影响因素间的映射关系,最后将机器学习模型与图形化编程语言LabVIEW相结合,设计一套能够准确分析高强度螺栓连接系统应力幅值并预测其疲劳寿命的窗口化分析工具。实验结果表明,PR模型得到的预测值与数值模拟计算值的误差低于2%,MLP回归模型得到的预测值与数值模拟计算值的误差低于4%。

摘要：导叶式混流泵被广泛应用于工农业调水输水中,本研究针对导叶式混流泵临界空化系数不满足设计要求的情况开展空化性能的优化。通过对空化体积与低压区位置的比较,定义“叶片前缘低压控制体”概念作为空化性能的判定标准。采用扩散角积分法进行叶片前缘几何形状的参数化,简化为前缘椭圆弧长短轴比、直线扩散角、厚度积分表达式系数三个优化参数。以0.7、1.0、1.2倍设计工况下的加权“叶片前缘低压控制体”体积系数为优化目标,采用全域动态判据优化算法进行寻优,最终得到空化性能的优化方案。对比分析优化前后的空化性能发现,空化规模有效降低,三个工况下的临界空化系数均满足设计要求,且水力性能不受到显著影响。以“叶片前缘低压控制体”体积作为优化目标来提高水泵空化性能具有合理性及良好的可适性。