第6卷第2期2000年4月

计算机集成制造系统

CIMSVol.6,No.2Apr.,2000

文章编号:1006-5911(2000)02-0070-05

大型水轮机选型设计系统的研究

①

钟诗胜1,李福军1,王知行1,林　琳1,黄　平2,王　威2,李宝江2

(1.哈尔滨工业大学机械工程与自动化系,黑龙江　哈尔滨　150001;2.哈尔滨电机有限责任公司产品设计部,黑龙江　哈尔滨　150040)

　　摘要:道设计。它需要丰富的设计知识和设计经验。,参数确定、性能计算、图表查找相当繁琐,入水轮机选型设计,。

关键词:;　　　文献标识码:A　　水轮机选型设计包括转轮选型和流道选型两部分,它是水轮机设计的关键环节。水轮机设计的基

本理论是相似理论,由于水轮机中流体运动的复杂性及其理论的不完善,因而在设计中经验起了很大的作用,水轮机设计专家在设计中有两种设计依据,一种是被证明有效的成型理论,这一部分主要是水轮机设计相似理论,存在于有关书籍、手册中;另一部分是设计专家自身或水轮机厂家在长期的实践中探索积累的经验公式和经验系数,一般存在于水轮机设计专家的头脑中。总结这些设计经验,建造一个基于知识的水轮机选型设计支持系统,必将有效地提高水轮机选型设计的设计质量和设计效率,增强企业对市场的快速反应能力,赢得更多的市场机会。根据这一需求,作为国家“863”重点应用示范工程的HEC-CIMSII工程,将水电机组方案设计系统作为该工程的重要子系统。

表记录了适用水头下转轮和流道主件型号、性能参数;模型转轮综合特性曲线则记录了模型水轮机在

各试验工况下的性能,如效率、稳定性和空蚀性能、飞逸特性等。基于手工方式下的水轮机选型设计,设计师常常利用模型转轮综合特性曲线,采用试凑的办法来确定正确的水轮机运行区域点(工况点),往往需要经过几次试凑才能找到一个正确的工况点,而用户要求至少提供6个运行工况点。有时,对于一个给定设计水头有几个甚至几十个模型转轮型号,设计师需要重复几十遍甚至几百遍通过手工进行试凑和判断,设计工作相当繁琐,且效率很低。

待转轮型号确定后,再根据转轮型号,人工地选择蜗壳、导叶、尾水管、机坑里衬等流道构件的型号并进行初步设计。这种设计的手工检索和试凑的工作量是非常大的。因而,设计人员迫切希望改变这种落后的设计手段。

1　以往的水轮机选型设计

　　水轮机选型设计的主要依据是模型转轮型谱参数表和模型转轮综合特性曲线。模型转轮型谱参数

2　基于实例的水轮机选型设计

2.1　特性曲线的处理

模型转轮综合特性曲线和真机转轮运转特性曲

①收稿日期:1999-10-20;修订日期:1999-12-16

基金项目:国家863/CIMS重点应用示范工程项目及黑龙江省博士后启动基金资助项目

作者简介:钟诗胜(1964-),男,哈尔滨工业大学教授,博士后,主要从事CIMS、人工智能、决策支持系统、虚拟现实与仿真技术研究。