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水泵水輪機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系到電站與機(jī)組的總體布局，機(jī)組長期運(yùn)行穩(wěn)定性，未來機(jī)組運(yùn)行維護(hù)的經(jīng)濟(jì)性和方便性，是機(jī)組前期設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)。水泵水輪機(jī)的總體布置主要關(guān)注點(diǎn)包括水泵水輪機(jī)機(jī)組拆裝方式、底環(huán)與尾水錐管埋設(shè)方式、活動(dòng)導(dǎo)葉操作形式等內(nèi)容。.

通過對(duì)下環(huán)、上冠兩部分鑄件的鑄造工藝分析優(yōu)化，可以獲得質(zhì)量優(yōu)良的鑄件，為后續(xù)焊接成整個(gè)轉(zhuǎn)輪提供了強(qiáng)有力的方案支撐，對(duì)其他水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪用鑄鋼件提供技術(shù)支持。關(guān)鍵詞：缺陷預(yù)測(cè)；工藝優(yōu)化；鑄鋼件；目前水力發(fā)電主要采用水電裝機(jī)將水力轉(zhuǎn)換為電力，這些水電裝機(jī)核心部件是水輪機(jī)。隨著水輪機(jī)容量增大，轉(zhuǎn)輪直徑變大，水輪機(jī)的制造也越來越困難。

CFD技術(shù)在水輪機(jī)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用使其地位變得越來越重要。其中主要原因是：在模型轉(zhuǎn)輪制造之前就可以采用CFD對(duì)水力設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，這樣可以大大減少模型試驗(yàn)的時(shí)間和費(fèi)用。其次，采用CFD可以對(duì)最終設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)輪葉片型線進(jìn)行優(yōu)化，這在傳統(tǒng)的模型試驗(yàn)方法中是幾乎不可能的。

2023年11月22日 Cadence Fidelity 水泵水輪機(jī)CFD模擬解決方案和應(yīng)用↑點(diǎn)擊圖片觀看全部內(nèi)容 水泵和水輪機(jī)的CFD模擬會(huì)面臨很多問題，如幾何復(fù)雜性帶來的網(wǎng)格質(zhì)量問題，動(dòng)靜區(qū)域的處理，非定常渦流的高精度捕捉，非牛頓流體的處理，多相流問題以及氣蝕等。

PART03水輪機(jī)軸優(yōu)化材料利用率的挑戰(zhàn)在水輪機(jī)軸的制造過程中，提高材料利用率對(duì)控制成本至關(guān)重要。材料損耗主要來自底部廢料、過渡區(qū)域切除、端部鼓包修整以及其他工藝性損耗。該團(tuán)隊(duì)熱衷于優(yōu)化大型直徑水輪機(jī)軸鑄錠的重量，對(duì)材料利用效率提出了極高要求，這需要在整個(gè)鍛造工藝中采取系統(tǒng)性優(yōu)化措施。

圖1 參數(shù)化設(shè)計(jì)流程 表1 參數(shù)化設(shè)計(jì)計(jì)算表 為降低微型余能回收水輪機(jī)的生產(chǎn)難度和成本，對(duì)過流部件適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了優(yōu)化，余能回收水輪機(jī)全流道仿真模型僅包括蝸殼、活動(dòng)導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪和尾水管，如圖2所示。

水泵技術(shù)，2018， (3): 6-10. [3]劉錦濤，李永，胡齊，高永，莊保堂. 基于湍動(dòng)能的水泵水輪機(jī)無葉區(qū)流動(dòng)分析[J]. 工程熱物理學(xué)報(bào)，2015，36(9):1933-1936. [4]劉全忠，宮汝志，王洪杰，張勇. 離心泵隔舌間隙對(duì)葉輪流體作用力影響[J]. 水泵技術(shù)，2009，(4): 26-29. [5]司喬瑞，袁壽其，袁建平.

PART03水輪機(jī)軸優(yōu)化材料利用率的挑戰(zhàn)在水輪機(jī)軸的制造過程中，提高材料利用率對(duì)控制成本至關(guān)重要。材料損耗主要來自底部廢料、過渡區(qū)域切除、端部鼓包修整以及其他工藝性損耗。 該團(tuán)隊(duì)熱衷于優(yōu)化大型直徑水輪機(jī)軸鑄錠的重量，對(duì)材料利用效率提出了極高要求，這需要在整個(gè)鍛造工藝中采取系統(tǒng)性優(yōu)化措施。

文章以某純電動(dòng)汽車為例，講述了多種常見NVH問題的測(cè)試分析及優(yōu)化控制，問題包含整車坡道蠕行轟鳴、整車起步抖動(dòng)、減速能量回收電機(jī)嘯叫、全油門加速工況減速器嘯叫、真空泵噪聲、空調(diào)壓縮機(jī)噪聲、電子冷卻水泵噪聲、空調(diào)水泵噪聲、以及懸置隔振和共振帶等，旨為純電動(dòng)汽車NVH性能開發(fā)和優(yōu)化提供參考與借鑒。

我國成功研制全球單機(jī)容量最大沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪近日，由哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司研制的全球單機(jī)容量最大（500兆瓦）沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪成功下線并發(fā)運(yùn)。該轉(zhuǎn)輪將應(yīng)用于西藏扎拉水電站，這是全球在建綜合難度最高的沖擊式水電項(xiàng)目，落差近700米。轉(zhuǎn)輪重達(dá)80噸，由21個(gè)精密水斗構(gòu)成，采用世界最大馬氏體不銹鋼材料制造，并通過數(shù)字仿真優(yōu)化結(jié)構(gòu)，確保極端工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。

隨后通過暖風(fēng)芯體，利用鼓風(fēng)機(jī)與乘員艙室內(nèi)空氣換熱;或者水暖回路熱量經(jīng)過三通閥調(diào)節(jié)后，通過電池板與電池冷卻水回路換熱，電池循環(huán)水路中熱量通過水泵驅(qū)動(dòng)與電池包換熱。 電池加熱系統(tǒng)中，溫度傳感器位置集成至電池包進(jìn)水口，以反饋出電池水循環(huán)的最高水溫。該回路電池水循環(huán)滿足水泵出口高溫水優(yōu)先流經(jīng)加熱需求高的部件，優(yōu)先流經(jīng)工作時(shí)發(fā)熱功率高的電池包。

一、案例背景水輪機(jī)是水電站發(fā)電用的設(shè)備，活動(dòng)導(dǎo)葉是水輪機(jī)的一個(gè)部件，可以預(yù)先調(diào)節(jié)水的流量和角度。因此活動(dòng)導(dǎo)葉會(huì)承受較大水壓，發(fā)生微小變形，設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行靜強(qiáng)度分析。 本案例需要的輸入文件和參數(shù)信息如下表：圖1 幾何模型二、導(dǎo)入幾何a. 啟動(dòng)AIFEM 2024R1；b.

在 CFD 分會(huì)場(chǎng)上，Cadence 還分享了基于 Fidelity CFD 的葉輪機(jī)械氣動(dòng)設(shè)計(jì)、馬達(dá)/發(fā)電機(jī)冷卻設(shè)計(jì)解決方案，事實(shí)上，這也正符合“小汽油機(jī)”產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)需求，對(duì)于水泵、汽油發(fā)電機(jī)等集成小汽油機(jī)動(dòng)力和葉輪機(jī)械部件的產(chǎn)品，在更高集成級(jí)別的設(shè)計(jì)優(yōu)化離不開葉輪機(jī)械的 CFD 優(yōu)化工具，在這方面，F(xiàn)idelity CFD 同樣具備強(qiáng)勁實(shí)力。

隨著上述零部件的工作溫度的上升，前水泵開度開始增大，直到前電機(jī)、前電機(jī)控制器、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)控制器中任何一個(gè)零件溫度達(dá)到T4，后水泵開啟到100%（全開）；當(dāng)檢測(cè)到上述全部零部件最高溫度回落到T2時(shí)，前水泵開度開始逐步減小，直到全部零部件最高溫度達(dá)到T1，水泵停止工作。

水泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)問題一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)問題，已有相關(guān)文獻(xiàn)[7-18]對(duì)多級(jí)離心泵、帶分流葉片水泵水輪機(jī)、蝸殼式混流泵、多級(jí)沖壓泵等諸多類型的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究分析，但較少涉及到雙葉片環(huán)保泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)問題。國內(nèi)學(xué)者對(duì)環(huán)保用泵的相關(guān)研究更多集中在改善其抗堵塞性能和提高效率等方面，如葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、泵內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理、性能預(yù)測(cè)理論和方法[19-22]等。

采用電動(dòng)水泵來替代機(jī)械水泵，因此水泵的轉(zhuǎn)速和排水量不再直接受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速影響，而是由ECU根據(jù)標(biāo)定模型，通過采集發(fā)動(dòng)機(jī)工況數(shù)據(jù)控制水泵的轉(zhuǎn)速，從而完全做到散熱系統(tǒng)的冷卻液流量根據(jù)需要實(shí)時(shí)控制，做到排水量與發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際需要相適應(yīng)，大大縮短暖機(jī)時(shí)間，對(duì)冷機(jī)階段排放量實(shí)現(xiàn)了有效抑制。

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