[发明专利]一种混流式水轮机水力特性的生成方法

权利要求书

1.一种混流式水轮机水力特性的生成方法，其特征在于：所述混流式水轮机水力特性的生成方法包括以下步骤：

(1)获取混流式水轮机转轮的详细参数，定义计算涉及的物理量；

(2)生成水轮机水流轴面流线、沿水流流线，把较宽的水道划分为流道狭窄的多个流道，沿流道方向进行保角变换；

(3)建立不同导叶开度条件下进出口速度三角形及一维欧拉方程；

(4)计算不同工况点的水头损失、转轮水摩阻耗能水轮机的容积损失、总效率与出力；

(5)由上述计算结果，拟合生成混流式水轮机水力特性曲线；

所述步骤(1)中：混流式水轮机转轮的详细参数和所需定义的物理量为：转轮进口直径D₁₁、转轮出口直径D₂₂，并且定义后续计算用到的物理量有水轮机水力效率η_h、水轮机的净水头H、转轮进口水流中心线圆周速度u₁、转轮出口水流中心线圆周速度u₂、转轮进口水流中心线流速V₁、转轮出口水流中心线流速V₂、V₁与圆周切向的夹角α₁、V₂与圆周切向的夹角α₂、叶片安放角ω；

所述步骤(2)中：保角变换的整体思路是将曲面首先变换成圆柱面，再将圆柱面展开成平面，曲面中的两条线的夹角与圆柱面中两条线的夹角均是从而将水轮机水流三维流动问题简化成平面流动问题；

所述步骤(3)中：建立在进口和出口一维流动基础上的欧拉水机方程式为：

gη_hH＝u₁V₁ cosα₁-u₂V₂ cosα₂

其中：η_h为水轮机水力效率；

H为水轮机净水头；

u₁为转轮进口水流中心线圆周速度；

u₂为转轮出口水流中心线圆周速度；

V₁为转轮进口水流中心线流速；

V₂为转轮出口水流中心线流速；

α₁为V₁与圆周切向的夹角；

α₂：V₂与圆周切向的夹角；

所述步骤(4)中：对不同工况点的水头损失、转轮水摩阻耗能水轮机的容积损失总效率与出力计算过程为比较H_n与实际净水头的差是否小于允许值，若满足则计算容积损失h_v，计算水轮机总效率η与出力P，否则根据水头误差值调整流量，重新开始计算；重复以上步骤，直至得到足够多的计算数据，然后计算结束；

所述步骤(5)中：将所有计算结果导入至Excel软件中智能拟合生成混流式水轮机水力特性曲线。