水輪機(jī)固定導(dǎo)葉鈍邊出水邊卡門(mén)渦頻率預(yù)估方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種水輪機(jī)固定導(dǎo)葉鈍邊出水邊卡門(mén)渦頻率預(yù)估方法。測(cè)量水輪機(jī)固定導(dǎo)葉的出水邊夾角、出水邊鈍邊厚度、出水邊分布直徑、出口角和高度等基本參數(shù)。利用流速計(jì)算公式，計(jì)算水輪機(jī)固定導(dǎo)葉出水邊流速范圍。利用水輪機(jī)固定導(dǎo)葉鈍邊出水邊的斯特魯哈爾數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算針對(duì)特定固定導(dǎo)葉翼型的斯特魯哈爾數(shù)?；谏鲜鰠?shù)，利用經(jīng)典公式計(jì)算固定導(dǎo)葉出水邊卡門(mén)渦頻率。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：水輪機(jī)固定導(dǎo)葉鈍邊出水邊斯特魯哈爾數(shù)計(jì)算公式可以有針對(duì)性的預(yù)估特定固定導(dǎo)葉翼型的斯特魯哈爾數(shù)，能夠顯著提高水輪機(jī)固定導(dǎo)葉鈍邊出水邊卡門(mén)渦頻率預(yù)估的準(zhǔn)確性，滿足在設(shè)計(jì)階段消除卡門(mén)渦共振危險(xiǎn)的設(shè)計(jì)要求，對(duì)保證水輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
水輪機(jī)固定導(dǎo)葉鐘邊出水邊卡口滿頻率預(yù)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001] 本發(fā)明設(shè)及水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水邊卡口滿頻率預(yù)估方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 固定導(dǎo)葉是水輪機(jī)主要過(guò)流部件之一，在水輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，存在固定導(dǎo)葉出水 邊設(shè)計(jì)不合理而引起卡口滿共振的可能?？跐M共振會(huì)引起水輪機(jī)振動(dòng)、噪聲增大，甚至使 固定導(dǎo)葉發(fā)生破壞、嚴(yán)重危害水輪機(jī)安全運(yùn)行，因此必須對(duì)水輪機(jī)固定導(dǎo)葉出水邊卡口滿 頻率進(jìn)行預(yù)估，并與固定導(dǎo)葉水中固有頻率進(jìn)行對(duì)比，確保兩者相互避開(kāi)，避免共振發(fā)生。
[0003] 目前，在水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水邊卡口滿頻率預(yù)估時(shí)，通常利用卡口滿頻率理 論公式進(jìn)行計(jì)算，公式中的斯特魯哈爾數(shù)通常采用圓形截面的斯特魯哈爾數(shù)取值。
[0004] 運(yùn)種水輪機(jī)固定導(dǎo)葉出水邊卡口滿頻率預(yù)估方法的缺點(diǎn)是：圓形截面的斯特魯哈 爾數(shù)并不適合于水輪機(jī)固定導(dǎo)葉出水邊的卡口滿頻率計(jì)算，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值存在非 常大的偏差，只能在發(fā)生卡口滿共振W后，再采取措施進(jìn)行補(bǔ)救，運(yùn)種方法已經(jīng)不能滿足在 設(shè)計(jì)階段消除卡口滿共振危險(xiǎn)的設(shè)計(jì)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0005] 本發(fā)明提供了一種水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水邊卡口滿頻率預(yù)估方法。測(cè)量水輪機(jī) 固定導(dǎo)葉的出水邊夾角、出水邊純邊厚度、出水邊分布直徑、出口角和高度等基本參數(shù)。利 用流速計(jì)算公式，計(jì)算水輪機(jī)固定導(dǎo)葉出水邊流速范圍。利用水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水邊 的斯特魯哈爾數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算針對(duì)特定固定導(dǎo)葉翼型的斯特魯哈爾數(shù)?；谏鲜鰠?shù)，利 用經(jīng)典公式計(jì)算固定導(dǎo)葉出水邊卡口滿頻率。該方法的優(yōu)點(diǎn)是:水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水 邊斯特魯哈爾數(shù)計(jì)算公式可W有針對(duì)性的預(yù)估特定固定導(dǎo)葉翼型的斯特魯哈爾數(shù)，能夠顯 著提高水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水邊卡口滿頻率預(yù)估的準(zhǔn)確性，滿足在設(shè)計(jì)階段消除卡口滿 共振危險(xiǎn)的設(shè)計(jì)要求，對(duì)保證水輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0006] 1)測(cè)量水輪機(jī)固定導(dǎo)葉出水邊夾角，測(cè)量固定導(dǎo)葉出水邊純邊厚度，測(cè)量固定導(dǎo) 葉出流角，測(cè)量固定導(dǎo)葉出水邊分布直徑，測(cè)量固定導(dǎo)葉高度；
[0007] 2)計(jì)算水輪機(jī)固定導(dǎo)葉出水邊流速范圍，計(jì)算公式如下：
[000引
[0009]
[001 0] 式中Vmin，Vmax分別為固定導(dǎo)葉出水邊最小流速和最大流速，
[0011] ^in ,Gkax分別為水輪機(jī)最小流量和最大流量，
[0012] JT為圓周率，
[0013] d為固定導(dǎo)葉出水邊分布直徑，
[0014] B為固定導(dǎo)葉高度，
[0015] a為固定導(dǎo)葉出流角；
[0016] 3)利用水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水邊的斯特魯哈爾數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算針對(duì)特定固定 導(dǎo)葉翼型的斯特魯哈爾數(shù)，公式如下：
[0017] S = O. 186-0.00處
[0018] 式中S為斯特魯哈爾數(shù)，
[0019] 峽/出水邊夾角。
[0020] 4)基于上述參數(shù)，利用經(jīng)典公式計(jì)算固定導(dǎo)葉出水邊卡口滿頻率，計(jì)算公式如下：
[0021]
[0022]
[0023] 式中fmin，fmax為卡口滿頻率，
[0024] t為脫流厚度，取值為出水邊純邊厚度。
[002引技術(shù)效果：
[00%]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0027] 現(xiàn)有的水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水邊卡口滿頻率預(yù)估方法中，圓形截面的斯特魯哈 爾數(shù)并不適合于水輪機(jī)固定導(dǎo)葉出水邊的卡口滿頻率計(jì)算，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值存在非 常大的偏差，只能在發(fā)生卡口滿共振W后，再采取措施進(jìn)行補(bǔ)救，運(yùn)種方法已經(jīng)不能滿足在 設(shè)計(jì)階段消除卡口滿共振危險(xiǎn)的設(shè)計(jì)要求。
[0028] 本發(fā)明提供了一種水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水邊卡口滿頻率預(yù)估方法。測(cè)量水輪機(jī) 固定導(dǎo)葉的出水邊夾角、出水邊純邊厚度、出水邊分布直徑、出口角和高度等基本參數(shù)。利 用流速計(jì)算公式，計(jì)算水輪機(jī)固定導(dǎo)葉出水邊流速范圍。利用水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水邊 的斯特魯哈爾數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算針對(duì)特定固定導(dǎo)葉翼型的斯特魯哈爾數(shù)?；谏鲜鰠?shù)，利 用經(jīng)典公式計(jì)算固定導(dǎo)葉出水邊卡口滿頻率。該方法的優(yōu)點(diǎn)是:水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水 邊斯特魯哈爾數(shù)計(jì)算公式可W有針對(duì)性的預(yù)估特定固定導(dǎo)葉翼型的斯特魯哈爾數(shù)，能夠顯 著提高水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水邊卡口滿頻率預(yù)估的準(zhǔn)確性，滿足在設(shè)計(jì)階段消除卡口滿 共振危險(xiǎn)的設(shè)計(jì)要求，對(duì)保證水輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。
【附圖說(shuō)明】：
[0029] 圖1為水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水邊卡口滿頻率預(yù)估方法流程圖；
[0030] 圖2為水輪機(jī)固定導(dǎo)葉俯視圖；
[0031 ]圖3為水輪機(jī)局部主視圖；
[0032] 圖4為水輪機(jī)固定導(dǎo)葉翼型圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0033] 如圖1所示，水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水邊卡口滿頻率預(yù)估方法流程圖，方法步驟如 下：
[0034] 1)測(cè)量水輪機(jī)固定導(dǎo)葉出水邊夾角，測(cè)量固定導(dǎo)葉出水邊純邊厚度，測(cè)量固定導(dǎo) 葉出流角，測(cè)量固定導(dǎo)葉出水邊分布直徑，測(cè)量固定導(dǎo)葉高度；
[0035] 2)計(jì)算水輪機(jī)固定導(dǎo)葉出水邊流速范圍，計(jì)算公式如下：
[0036]
[0037]
[003引式中Vmin，Vmax分別為固定導(dǎo)葉出水邊最小流速和最大流速，
[0039] ^in 分別為水輪機(jī)最小流量和最大流量，
[0040] JT為圓周率，
[0041] d為固定導(dǎo)葉出水邊分布直徑，
[0042] B為固定導(dǎo)葉高度，
[0043] a為固定導(dǎo)葉出流角；
[0044] 3)利用水輪機(jī)固定導(dǎo)葉純邊出水邊的斯特魯哈爾數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算針對(duì)特定固定 導(dǎo)葉翼型的斯特魯哈爾數(shù)，公式如下：
[0045] S = O. 186-0.00處
[0046] 式中S為斯特魯哈爾數(shù)，
[0047] 0為出水邊夾角。
[0048] 4)基于上述參數(shù)，利用經(jīng)典公式計(jì)算固定導(dǎo)葉出水邊卡口滿頻率，計(jì)算公式如下：
[0049]
[(K)加]
[0051 ] 式中fmin，fmax為卡口滿頻率，
[0052] t為脫流厚度，取值為出水邊純邊厚度。
[0053] 如圖2所示，水輪機(jī)固定導(dǎo)葉俯視圖，固定導(dǎo)葉沿著水輪機(jī)周向均勻布置，圖中可 見(jiàn)固定導(dǎo)葉、固定導(dǎo)葉出水邊、固定導(dǎo)葉出流角、固定導(dǎo)葉出水邊分布直徑的指示。
[0054] 如圖3所示，水輪機(jī)局部主視圖，圖中可見(jiàn)固定導(dǎo)葉、固定導(dǎo)葉出水邊、固定導(dǎo)葉高 度的指示。
[0055] 如圖4所示，水輪機(jī)固定導(dǎo)葉翼型圖，圖中可見(jiàn)固定導(dǎo)葉、固定導(dǎo)葉出水邊、固定導(dǎo) 葉出水邊夾角、固定導(dǎo)葉出水邊純邊厚度的指示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水輪機(jī)固定導(dǎo)葉鈍邊出水邊卡門(mén)渦頻率預(yù)估方法，其特征是:包括如下步驟： 1) 測(cè)量水輪機(jī)固定導(dǎo)葉（1)出水邊(2)夾角（3)，測(cè)量固定導(dǎo)葉（1)出水邊(2)鈍邊厚度 (4)，測(cè)量固定導(dǎo)葉（1)出流角(5)，測(cè)量固定導(dǎo)葉（1)出水邊(2)分布直徑(6)，測(cè)量固定導(dǎo)葉 (1)高度(7); 2) 計(jì)算水輪機(jī)固定導(dǎo)葉（1)出水邊(2)流速范圍，計(jì)算公式如下：式中Vmin，Vmax分別為固定導(dǎo)葉（1 )出水邊(2 )最小流速和最大流速， Qmin，Qmax分別為水輪機(jī)最小流量和最大流量， JT為圓周率， d為固定導(dǎo)葉（1)出水邊(2)分布直徑(6)， B為固定導(dǎo)葉（1)高度(7)， α為固定導(dǎo)葉（1)出流角(5); 3) 利用水輪機(jī)固定導(dǎo)葉（1)鈍邊出水邊(2)的斯特魯哈爾數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算針對(duì)特定固 定導(dǎo)葉（1)翼型的斯特魯哈爾數(shù)，公式如下： S = O. 186-0.004β 式中S為斯特魯哈爾數(shù)， β為出水邊(2)夾角(3); 4) 基于上述參數(shù)，利用經(jīng)典公式計(jì)算固定導(dǎo)葉（1)出水邊(2)卡門(mén)渦頻率，計(jì)算公式如 下：式中f min，f maxS卡門(mén)渦頻率， t為脫流厚度，取值為出水邊(2 )鈍邊厚度(4 )。
【文檔編號(hào)】F03B3/18GK106021678SQ201610318289
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】劉晶石, 姜鐵良, 李永恒, 王玨, 賈偉, 呂桂萍, 鐘蘇
【申請(qǐng)人】哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司