Details

Данная работа посвящена исследованию зависимости радиальной силы в ПЛ гидротурбине от полноохватной и неполноохватной спиральных камер. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Проектирование полноохватной спиральной камеры для гидротурбины ПЛ-40 и анализ результатов предшествующих исследований радиальной силы в конфигурации с неполноохватной камерой. 2. Проведение стационарных численных расчетов для определения углов выхода потока из колонн статора, оценки потерь энергии в спиральной камере и построения энергетических характеристик гидротурбины. 3. Проведение нестационарных численных расчетов для анализа радиальной силы. 4. Выполнение сравнительного анализа полученных результатов для двух типов спиральных камер и проведение дополнительных численных расчетов. Работа проведена на базе АО «Силовые машины» с использованием программного обеспечения и вычислительного кластера. В результате была проанализирована радиальная сила в гидротурбине ПЛ40. Была сделана графическая интерпретация результатов и сформулировано заключение о влиянии несимметричных элементов на величину и смещение вектора радиальной силы. Для достижения данных результатов в работе были использованы: система автоматизации инженерных расчетов ANSYS; система автоматизированного проектирования Siemens NX, программа для проектирования спиральных камер АО «Силовые машины».

The given work is devoted to studying the effect of the spiral case shape and semi spiral case shape on the radial force of a Kaplan turbine. The research set the following goals: 1. Designing a spiral case for the Kaplan turbine and analysis of the results of previous radial force studies with semi spiral case. 2. Conducting steady-state CFD calculations to determine the flow exit angles from the stator columns, estimate energy losses in the spiral case and plot the energy characteristics of a hydro turbine. 3. Conducting transient CFD calculations for radial force analysis. 4. Performing a comparative analysis of the results obtained for two types of spiral cases and conducting additional numerical calculations. The work was fulfilled on the premises of JSC «Power machines» where software was used, as well as numerical calculations were performed using a computing cluster. As a result, the radial force in the Kaplan turbine was analyzed. A graphical interpretation of the results was made and a conclusion was formulated on the effect of asymmetric elements on the magnitude and displacement of the radial force vector. The following software tools were employed to attain the reported results: Ansys CAE program, Siemens NX CAD program, JSC «Power machines’» spiral case designing program.

• Введение
• Конструктивные особенности ПЛ гидротурбин
  • Типы спиральных камер, применяемых в ПЛ гидротурбинах
  • Гидравлические силы, действующие на элементы в ПЛ гидротурбинах
• Анализ результатов предшествующего исследования радиальной силы
  • Описание исходной проточной части
  • Анализ расчета энергетических характеристик
  • Анализ расчета радиальной силы
• Исследование радиальной силы в проточной части с полноохватной спиральной камерой
  • Проектирование полноохватной спиральной камеры
  • Расчет энергетических характеристик
  • Расчетные исследования радиальной силы
• Анализ результатов исследования
  • Сравнение радиальной силы в проточных частях с разными спиральными камерами
  • Дополнительные расчетные исследования
    • Расчетные исследования радиальной силы при расчете без спиральной камеры
• Заключение
• Список использованных источников