【摘 要】
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本文根据加速旋转相对坐标系中雷诺平均的连续性方程和Navier-stokes方程,以及转动系统的力矩方程,推导了水轮机转轮区域的流动控制方程。在此基础上采用RNG k-ε湍流模型对控制方程组进行封闭,对基于HL220改型的混流式模型水轮机进行了飞逸暂态过程的三维非定常湍流计算,得到了水轮机达到飞逸状态时的单位流量和单位转速、并和试验结果进行了比较,结果显示两者吻合良好。通过对计算数据的进一步分析,
【机 构】
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清华大学热能工程系,北京,100084
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本文根据加速旋转相对坐标系中雷诺平均的连续性方程和Navier-stokes方程,以及转动系统的力矩方程,推导了水轮机转轮区域的流动控制方程。在此基础上采用RNG k-ε湍流模型对控制方程组进行封闭,对基于HL220改型的混流式模型水轮机进行了飞逸暂态过程的三维非定常湍流计算,得到了水轮机达到飞逸状态时的单位流量和单位转速、并和试验结果进行了比较,结果显示两者吻合良好。通过对计算数据的进一步分析,得到了单位转速、水力矩随单位流量的变化曲线,以及飞逸曲线。为了进一步了解水轮机内部的流动,分析研究了尾水管内的压力脉动,对其引起的涡带发展过程有了一个较为清楚地认识。
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本文基于通用型线和涡旋机械的特征,定义涡旋齿外、内型线的差为涡旋齿中线,建立了涡旋齿稳态温度场模型。研究表明：小参数涡旋齿的稳态温度可由其中面温度代替,涡旋齿温度分布分为两部分,靠近涡旋齿中央区域的部分涡旋齿温度均为排气温度,而其余部分温度随法向角增大而下降。涡旋齿的形状对温度分布的影响随法向角增大而增大,但其影响很小,可认为近似于线性下降。
本文针对涡轮机欧拉方程一定历史的局限性,提出了新的能量方程式及设计理论。现有设计方法虽然能满足工程的设计要求,但理论分析不够严密.经典理论认为；水斗式水轮机的工作原理是纯冲动式。经过分析研究得出结论为；水斗式水轮机是一种冲击和反击速度各占一半时效率最高的水力机械.现有理论认为当单位转速为39～40时水斗式水轮机效率最高。重新分析和建立了水斗式水轮机的基本方程式,用导出的基本方程式分析出了最优单位转
本文从静电学及旋风除尘器的基本理论出发,在前人工作的基础上对静电旋风除尘器的除尘机理和静电旋风除尘器中粒子的运动规律进行了详细的研究。推导了静电旋风除尘器的分离效率模型。
本文通过对不同的弯道半径与流道宽度比值(r/b),对离心压缩机基本级性能进行了数值研究。充分考虑叶轮尾迹对弯道进口气流的影响,对弯道内部流动及r/b对级的总体性能进行详细对比分析。研究结果表明：r/b比值的变化对弯道出口气流角影响显著,存在一个使级效率为最大值的最佳r/b比值,壁面摩擦是引起弯道总压损失的主要因素.
本文通过对静叶的弯掠三维造型的改变,设计了一种新型的风机.采用三维Navier-Stokes方程和K-ε两方程湍流模型,数值模拟与分析了叶片扩压器的内流特征。研究揭示了弯掠静叶的改善流动机制:发现弯叶片在有利的"C"型压力分布下,将端壁区域的低能流体吸收到叶片中部高能主流中,减弱了端部低能流体的聚集,从而减弱了流动损失和流动阻塞,端壁的低能流体被主流携带往下游的二次流特征。
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