模型水轮机折射窗结构及算法研究

刘永新

(哈尔滨电机厂有限责任公司,哈尔滨 150040)



模型水轮机折射窗结构及算法研究

刘永新

(哈尔滨电机厂有限责任公司,哈尔滨 150040)

为了解决水轮机模型试验中转轮空化现象观测不准确的问题,笔者根据费马原理建立了模型水轮机折射窗的数学模型,并基于拉格朗日插值算法,利用MATLAB开发平台求解折射窗观察板与锥管壁夹角的最优解,得到折射窗的结构尺寸。试验结果表明:水轮机模型试验采用拉格朗日插值算法得到的模型水轮机折射窗结构,便于测试人员准确观测,可以提高水轮机转轮空化试验判定的准确性。

模型水轮机;空化;折射窗;插值算法

在水轮机模型试验中,当流道中水流局部压力降至临界压力时,将会发生空化现象[1],空穴周围的介质要填充空穴溃灭后的空间而形成高速微射流,这种微射流作用到金属表面会产生疲劳破坏,造成水力机械的效率和出力降低,引起机械装置的剧烈振动[2-3],影响机组的安全运行[4]。目前,预测水轮机内部空化流动的试验方法是用闪频仪以转速频率相近的频率向观测部位打光,当发现3个或3个以上叶片开始出现气泡时,就定义当时的空化系数为初生空化系数[5]。由于转轮位于透明锥管上部,因此测试人员需要大角度仰视才能观察到,而且观测角度的不同将导致观测结果偏差,从而直接影响到水轮机空化性能的判定结果。为此,本文根据费马原理提出一种便于观测转轮空化现象的折射窗结构及其求解方法,有效地解决了模型水轮机转轮空化现象判定不准确的问题。……