Details

Данная работа посвящена изучению методов проектирования спиральных камер и колонн статора гидротурбин применительно к гидроаккумулирующим электростанциям. Изучив особенности гидроаккумулирующих электростанций, были рассмотрены виды спиральных камер и методы их гидромеханического расчета. Под полученные от научного руководителя параметры были спроектированы металлическая спиральная камера круглого сечения и статорные колонны по методике В. В. Барлита. По результатам гидромеханического расчета были построены полнотелые модели спиральной камеры и статора в SolidWorks со специальной геометрией зуба спирали. Для завершения расчетной модели были математически построены лопатки направляющего аппарата и подводящий патрубок. Вся расчетная модель была разделена на домены, в которых были построены неструктурированные расчетные сетки с призматическими слоями в ICEM CFD. Далее расчетная модель с заданными граничными условиями была рассчитана в турбинном и насосном режимах работы в ANSYS CFX. На основании проведенных гидродинамических расчетов были рассчитаны значения потерь проточной части, а также углы схода потока со статорных колонн гидротурбины на направляющие лопатки.

The given work is devoted to the study of methods of design of volutes and stator columns of hydro-turbines for hydro-storage power plants. After studying the features of hydro-storage plants, the types of spiral chambers and methods of their hydromechanical calculation were considered. Under the parameters obtained from the scientific supervisor, a metal spiral chamber of round cross-section and stator columns were designed according to the method of V. V. Barlit. Solid models of volute and stator with specific geometry of tooth of the spiral chamber in SolidWorks were built according to the results of hydromechanical calculation. To complete the calculation model, a guiding vanes and an inlet pipe were mathematically constructed. The entire design model was divided into domains in which unstructured mesh were built with prismatic layers in the ICEM CFD. Then the design model with predetermined boundary conditions was calculated in turbine and pump states in ANSYS CFX. On the basis of hydrodynamic calculations, values of losses of the flow part, as well as angles of flow discharge from the stator columns of the hydraulic turbine to guide blades were calculated.