蜗壳设计方法的研究现状(二)

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蜗壳设计方法的研究现状(二) 心力

影响，产生二次流.而限于理论水平，尚不能将引起的二次流在蜗壳内的流动形式用数学模式表达出来，更难于与计算的、、迭加起来。
    此外在计算水流外摩擦阻时，尚不能计算蜗壳每个环节的折角处引起的涡旋水力损失量，国内外也仅能用一般水力学方法，按锥管（弯曲，收缩）来计算其水力损失［13］。
         进口断面部分：

         蜗壳段水力损失：

按取值，将带入上式得：

    从而得到为：

    式中为锥管长度，、尾锥管中间断面的直径和平均流速，为锥管中间断面平均圆周流速（近似取圆断面中心处的）。
     由上可见，上述计算损失的方法与蜗壳内部实际水力损失相差较大。

1.4 本课题所研究的主要内容
    本文档针对应用广泛的小型机组，以青海鼓浪堤水电站HL220-WJ-71水轮机组蜗壳为对象，采用现场试验与数值模拟相结合的方法，寻求蜗壳型线修改的方案，具体研究内容如下：
用Fluent的前处理软件Gmabit对以方法设计的蜗壳建模，再用Gambit对用方法设计鼻端而前半部分仍按照方法设计的部分相拼接的新蜗壳建模，并生成网格。把两个网格导入Fluent中，选定合适的湍流模型，按照机组设计工况对初始条件，边界条件进行定义，迭代求取数值解。
通过对数值解的分析给出改进前和改进后的蜗壳对称面上的压力分布和速度分布。
找出改型后较之改前的蜗壳出口处的水流流态有哪些改变，分别给出切向速度，径向速度沿蜗壳出口高度和包角的变化规律。
研究在机组设计工况下改型后的蜗壳在改造断面的平均切向速度较改型前减小的具体量值。
将改型后和改型前蜗壳的平均切向速度值带入经验公式，给出改进后的蜗壳寿命的增加量。
通过对改型后同改型前蜗壳尾段流态的对比，提出针对放大尾部断面的新型蜗壳的固定导叶修型方案，为今后新型蜗壳的设计提供参考。

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