冷却塔专用水轮机的数值模拟与性能研究.pdf

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1、冷却塔专用水轮机的数值模拟与性能研究邓力,李龙,熊妍,张新,付士凤(河海大学能源与电气学院,江苏南京21110o)NumericalSimulationandPerformanceStudyonTurbineUsedinCoolingTowerDENGLi,LILong,XIONGYan,ZHANGXin,FUShifeng(CollegeofEnergyandElectricalEngineering,HohaiUniversity,Nanjing211100,China)摘要:以冷却塔内额定流量为0.833m。/s的双ofthewheelindesignconditio

2、nswerecalculatedto级贯流式水轮机为研究对象,基于ANSYS—work—gettherunner’Sstaticstressanddeformationdis—bench操作平台对其进行单向流固耦合分析。采用tribution.三维建模软件UG,建立水轮机模型。使用商业Keywords:double—stagetubularturbine;fluidCFD软件Fluent,对全流道模型进行三维定常湍流structurecoupling;coolingtower;numericalsimu—数值模拟,分析了内部流场及各部件的水力损失,lation;perfor

3、manceresearch得到了转轮叶片上准确的水压力分布。将流场计算结果应用到结构场中,使用有限元分析软件AN—0引SYS,对转轮设计工况下的刚强度进行了计算,得到了转轮的静应力分布和变形情况。冷却塔是工业领域一种重要的换热设备,应用关键词:双级贯流式水轮机;流固耦合;冷却范围很广。为获得理想的冷却效果,传统的冷却塔塔;数值模拟;性能研究配置了风扇电动机驱动风机旋转。风扇电动机耗中图分类号:TK733.8电量巨大,而循环冷却水出口通常具有4~15m的文献标识码:A富余水头能量未被充分利用,造成了资源的浪费。文章编号:1001—2257(2015)01—0022—03采用水

4、轮机回收循环冷却水出口的富余水头,替代Abstract:Unidirectionalfluid—structureana—传统的电机,是当前发展的趋势,起到了良好的节lyzeofatwo—stagetubularturbinewithrated能效果u]。但与常规用于发电的水轮机相比,冷却塔专用水轮机具有较低的比转速,不能套用以往的flowof0.833m。/sthatusedinthecoolingtower设计理论,需根据实际情况进行设计研究。目前,withthewayofANSYS—Workbench.Three—di—学者们已设计出一些适合冷却塔使用的小型水轮men

5、sionalmodelingsoftwareUGhasbeenusedto机,但这些研究主要侧重于水轮机运行时的流场分buildthetwo—stagetubularturbine.Fluentthat析[2,对水轮机结构强度的有限元分析很少,而it’SacommercialCFDsoftwarehasheenusedto采用流固耦合对水轮机结构性能的研究就更少了。simulatingthethree——dimensionalunsteadyturbu—鉴此,将以一种新型的冷却塔专用的双级贯流式水lenceofti1erunnersofthemode1.Andanalyze

6、the轮机为模型,进行了单向流固耦合分析。flowfieldthehydraulic1ossesofvariousparts,流场分析gettingthebladesaccuratewaterpressuredistribu—tion.Theresultsoftheflowfieldareappliedto1.1设计参数双级贯流式水轮机由一级导叶、一级转轮、二calculatestructurefieldandthefiniteelementanal—级导叶、二级转轮、尾水管和旋转主轴共6个部分组ysissoftwareANSYShasbeenused.Thestrengt

7、h成,其主要设计参数为:额定流量Q一0.833m/s,收稿日期:2O14—10—14富余水头H一13m,额定转速n一136r/min,额定·22·《棚。械与电子》2Ol5(1)

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