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上海啟策動(dòng)力測(cè)試設(shè)備有限公司
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(cegongji就是測(cè)功機(jī)的拼音)
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水力測(cè)功機(jī)工作中的應(yīng)用 |
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測(cè)功機(jī)是用來測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)、渦輪機(jī)等動(dòng)力機(jī)的功率的設(shè)備，功率是評(píng)定動(dòng)力 機(jī)性能的重要參數(shù)，通過測(cè)量功率從而評(píng)價(jià)動(dòng)力機(jī)的工作能力、經(jīng)濟(jì)性和可靠性 等參數(shù)。常見的有水力測(cè)功機(jī)、電渦流測(cè)功機(jī)、電力測(cè)功機(jī)等，因水力測(cè)功機(jī)具 有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，調(diào)節(jié)性能好，工作平穩(wěn)等特點(diǎn)，用途較廣。然而目前針 對(duì)水力測(cè)功機(jī)的研究主要集中在控制系統(tǒng)的智能化和精確化以及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭 建上，而對(duì)于水力測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部流場(chǎng)的狀況的研究還較少。因此了解其 內(nèi)部流場(chǎng)變化及各參數(shù)之間的 測(cè)功機(jī)是用來測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)、渦輪機(jī)等動(dòng)力機(jī)的功率的設(shè)備，功率是評(píng)定動(dòng)力 機(jī)性能的重要參數(shù)，通過測(cè)量功率從而評(píng)價(jià)動(dòng)力機(jī)的工作能力、經(jīng)濟(jì)性和可靠性 等參數(shù)。
常見的有水力測(cè)功機(jī)、電渦流測(cè)功機(jī)、電力測(cè)功機(jī)等，因水力測(cè)功機(jī)具 有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，調(diào)節(jié)性能好，工作平穩(wěn)等特點(diǎn)，用途較廣。然而目前針 對(duì)水力測(cè)功機(jī)的研究主要集中在控制系統(tǒng)的智能化和精確化以及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭 建上，而對(duì)于水力測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部流場(chǎng)的狀況的研究還較少。因此了解其 內(nèi)部流場(chǎng)變化及各參數(shù)之間的關(guān)系是一個(gè)值得關(guān)注的問題。
近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用解決了很多工程上的問題，也使得流體機(jī) 械的數(shù)值模擬成為可能，大大提高了設(shè)計(jì)效率，而且還可以很直觀的了解測(cè)功機(jī) 內(nèi)部的流動(dòng)情況。 本文考慮水力測(cè)功機(jī)實(shí)物搭建的不可行性，采用仿真模擬的方法對(duì)水力測(cè)功 機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)情況進(jìn)行模擬，首先對(duì)水力測(cè)功機(jī)內(nèi)部水流的湍流狀態(tài)和內(nèi)部流體的 理論模型進(jìn)行分析，然后用 UG 建模軟件建立水力測(cè)功機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子模型，導(dǎo) 入 Fluent 軟件進(jìn)行流場(chǎng)分析，提取參數(shù)，用回歸分析方法找出各個(gè)參數(shù)之間的關(guān) 系，為水力測(cè)功機(jī)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
（1）根據(jù)所要研究的水力測(cè)功機(jī)結(jié)構(gòu)建立三維模型，并導(dǎo)入 Fluent 軟件進(jìn) 行數(shù)值模擬，根據(jù)湍流模型的特性選擇合適的參數(shù)和計(jì)算方法完成仿真計(jì)算。
（2）改變所要研究的水力測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)子與定子的葉片角度，選擇角度值的變 化范圍為 30°—90°，再分別建模模擬其內(nèi)部轉(zhuǎn)子與定子之間的水流場(chǎng)的變化， 根據(jù)變化的結(jié)果改變?nèi)~片角選取的疏密，從而得到九組不同葉片角的流場(chǎng)模擬結(jié) 果和吸功值。保證每一個(gè)葉片角度不變時(shí)，改變流入水力測(cè)功機(jī)的水流溫度，溫 度為 298K、310K、320K，再次對(duì)其流道模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分和模擬仿真，得到 27 組數(shù)據(jù)。
（3）數(shù)值模擬結(jié)果的回歸分析 根據(jù)水力測(cè)功機(jī)在各種情況下的內(nèi)部流場(chǎng)模擬結(jié)果，可以得出其速度梯度云圖、靜壓力云圖，關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的靜壓力云圖、速度矢量圖和扭矩吸收值。通過回歸分析法中的線性回歸分析和曲線回歸分析兩種情況得出水力測(cè)功機(jī)吸收扭矩與 葉片角度和水流溫度之間的關(guān)系，優(yōu)先選擇葉片角度 55°和水流溫度 310K。最后用仿真模擬方法驗(yàn)證回歸分析結(jié)果是否合理。 關(guān)系是一個(gè)值得關(guān)注的問題。 近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用解決了很多工程上的問題，也使得流體機(jī) 械的數(shù)值模擬成為可能，大大提高了設(shè)計(jì)效率，而且還可以很直觀的了解測(cè)功機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)情況。 本文考慮水力測(cè)功機(jī)實(shí)物搭建的不可行性，采用仿真模擬的方法對(duì)水力測(cè)功 機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)情況進(jìn)行模擬，首先對(duì)水力測(cè)功機(jī)內(nèi)部水流的湍流狀態(tài)和內(nèi)部流體的 理論模型進(jìn)行分析，然后用 UG 建模軟件建立水力測(cè)功機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子模型，導(dǎo)入 Fluent 軟件進(jìn)行流場(chǎng)分析，提取參數(shù)，用回歸分析方法找出各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系，為水力測(cè)功機(jī)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
（1）根據(jù)所要研究的水力測(cè)功機(jī)結(jié)構(gòu)建立三維模型，并導(dǎo)入 Fluent 軟件進(jìn) 行數(shù)值模擬，根據(jù)湍流模型的特性選擇合適的參數(shù)和計(jì)算方法完成仿真計(jì)算。
（2）改變所要研究的水力測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)子與定子的葉片角度，選擇角度值的變 化范圍為 30°—90°，再分別建模模擬其內(nèi)部轉(zhuǎn)子與定子之間的水流場(chǎng)的變化， 根據(jù)變化的結(jié)果改變?nèi)~片角選取的疏密，從而得到九組不同葉片角的流場(chǎng)模擬結(jié) 果和吸功值。保證每一個(gè)葉片角度不變時(shí)，改變流入水力測(cè)功機(jī)的水流溫度，溫度為 298K、310K、320K，再次對(duì)其流道模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分和模擬仿真，得到 27 組數(shù)據(jù)。
（3）數(shù)值模擬結(jié)果的回歸分析 根據(jù)水力測(cè)功機(jī)在各種情況下的內(nèi)部流場(chǎng)模擬結(jié)果，可以得出其速度梯度云 圖、靜壓力云圖，關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的靜壓力云圖、速度矢量圖和扭矩吸收值。通過回歸分析法中的線性回歸分析和曲線回歸分析兩種情況得出水力測(cè)功機(jī)吸收扭矩與 葉片角度和水流溫度之間的關(guān)系，優(yōu)先選擇葉片角度 55°和水流溫度 310K。最后用仿真模擬方法驗(yàn)證回歸分析結(jié)果是否合理。 |
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