C200汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及懸架統(tǒng)設(shè)計(jì)【雙橫臂式獨(dú)立懸架】【優(yōu)秀通過(guò)答辯】

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附錄泵式渦輪機(jī)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)P.諾維茨基安德里茨水輪發(fā)電機(jī)公司，德國(guó)摘要：在日益增加的市場(chǎng)利益和挑戰(zhàn)下，泵式渦輪機(jī)領(lǐng)域需要新的發(fā)展。對(duì)于安德里茨水輪發(fā)電機(jī)桐柏項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的一種新型水泵渦輪機(jī)，應(yīng)用現(xiàn)代流動(dòng)模擬的數(shù)控方法對(duì)所有組件進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于模型的性能檢測(cè)和驗(yàn)證試驗(yàn)使該項(xiàng)新型水泵渦輪機(jī)的發(fā)展得以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于在水泵渦輪機(jī)的尾水管渦流、渦輪同步、轉(zhuǎn)子-定子互動(dòng)等地方發(fā)生的不穩(wěn)定現(xiàn)象的研究，一直是近幾年來(lái)安德里茨特殊研究的一個(gè)項(xiàng)目專(zhuān)題。在新型水泵渦輪機(jī)的設(shè)計(jì)中，更詳細(xì)的了解這一現(xiàn)象將有助于改善外形設(shè)計(jì)，避免或減少這些不穩(wěn)定因素的影響。在抽水蓄能電站計(jì)劃中，桐柏項(xiàng)目中共有四個(gè)泵式渦輪機(jī)，每個(gè)泵式渦輪機(jī)配有額定功率為306兆瓦的發(fā)電機(jī)組。這一整體設(shè)計(jì)已經(jīng)展示，并且一些特殊性能的機(jī)械化設(shè)計(jì)像蝸殼，特別強(qiáng)化了導(dǎo)葉軸承和導(dǎo)葉片的安全設(shè)計(jì)。本文將記錄并呈現(xiàn)該項(xiàng)目在調(diào)試期間的第一份性能行為性測(cè)試結(jié)果。一、導(dǎo)言近幾年，對(duì)于新型或者強(qiáng)效型泵式蓄能系統(tǒng)的需求已經(jīng)被全世界所認(rèn)同，在與中國(guó)一樣的經(jīng)濟(jì)擴(kuò)大的國(guó)家里，日益增加的對(duì)于能源的需求呼喚著新的發(fā)電廠的建設(shè)落實(shí)。在國(guó)家電網(wǎng)中，抽水蓄能電站計(jì)劃在平衡電力的供應(yīng)和需求方面，受到極為重要的關(guān)注。抽水蓄能電站能夠在電網(wǎng)提供平衡的電壓和頻率方面起到穩(wěn)定的作用。此外，它們可以在幾秒鐘的時(shí)間內(nèi)提供快速的電壓調(diào)節(jié)響應(yīng)，從而適應(yīng)迅速的變電需求。當(dāng)然，抽水蓄能電站是一種種電能儲(chǔ)存在低需求期間的成熟技術(shù)。在過(guò)去的幾年里，安德里茨水輪發(fā)電機(jī)公司在泵式渦輪機(jī)的發(fā)展中做出了不斷的努力，在歐洲，一些現(xiàn)代化項(xiàng)目也取得了成功的進(jìn)展，像捷克共和國(guó)的Dalesice計(jì)劃、波蘭的Zarnowiec項(xiàng)目等。目前，為奧地利Hintermuhr項(xiàng)目的新泵式渦輪機(jī)正在開(kāi)發(fā)中。在中國(guó)市場(chǎng)，2001和2002年，安德里茨水輪發(fā)電機(jī)承擔(dān)了桐柏抽水蓄能電站、狼牙山發(fā)電站兩大發(fā)電站的項(xiàng)目，這兩個(gè)項(xiàng)目都需要設(shè)計(jì)一個(gè)全新的液壓系統(tǒng)，以滿足并擔(dān)保機(jī)械儲(chǔ)能系統(tǒng)的高性能設(shè)計(jì)要求。二、桐柏項(xiàng)目簡(jiǎn)介桐柏項(xiàng)目的主要供應(yīng)范圍包括：四個(gè)可逆式水泵（發(fā)電機(jī)額定功率為306兆瓦），包括閥門(mén)和電機(jī)發(fā)電機(jī)，數(shù)字式電子調(diào)速器，包括高低壓電纜及輔助系統(tǒng)的主變壓器和附加設(shè)備（如激勵(lì)系統(tǒng)，數(shù)字保護(hù)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，靜態(tài)頻率轉(zhuǎn)換器）等。該電站被設(shè)想為一個(gè)具有2個(gè)壓力管道通過(guò)水閘連接2個(gè)天然水庫(kù)的地下洞穴。每個(gè)通水隧道源于各自水庫(kù)的底部，通水隧道設(shè)有緊急閘門(mén)。主要的泵式水輪機(jī)和桐柏項(xiàng)目的數(shù)據(jù)如表1所示。該合同已于2001年12月被授予安德里茨海德魯，第一單元于2006年5月25日完成試運(yùn)行，之后投入正常運(yùn)營(yíng)。表1 桐柏項(xiàng)目主要數(shù)據(jù)地理位置中國(guó)浙江省最終用戶桐柏抽水蓄能電力公司同步轉(zhuǎn)速300rpm頻率變化（正常/異常）49.7 - 50.4 Hz / 49.0 -51.0 Hz液壓額定功率/最大輸出電功率306 MW / 334 MVA額定水頭高度/水頭總范圍/ Hmax/Hmin值244 m / 234.8 - 286.2 m /1.22泵：最大流量（Qmax/ Qmin值）118 m3/s / 1.31渦輪：標(biāo)稱(chēng)放電量Qnom142 m3/s極速最高效率(nq = n Q1/2 / H3/4)44轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)，檢票閘數(shù)，固定導(dǎo)葉數(shù)7, 20, 20蝸殼進(jìn)水口直徑3.1 m泵口外徑-D14.8 m定子直徑9.2 m數(shù)便門(mén)伺服電機(jī)2調(diào)試時(shí)間2006三、液壓布局液壓布局是一個(gè)關(guān)鍵的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程，需確定水力特性和主要尺寸，盡可能以最佳方式滿足客戶指定的基本要求。這種趨勢(shì)曲線如圖1所呈現(xiàn)，它給出了由安德里茨水電和其他供應(yīng)商的工廠設(shè)計(jì)的幾個(gè)抽水蓄能水頭的特定速度范圍。為達(dá)到良好的水力性能和最低的總體尺寸的前提下，高速是可以實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樵黾拥膭?dòng)力可以提供增大的速度，所以，安全和適當(dāng)?shù)囊簤汉蜋C(jī)械操作最終限制了泵式渦輪機(jī)能達(dá)到的轉(zhuǎn)速。圖1桐柏抽水蓄能電站的特點(diǎn)是大范圍的水頭總頭。在泵模式中的Hmax / Hmin比率超過(guò)1.2。以300 rpm的同步轉(zhuǎn)速和充足的動(dòng)力，這些機(jī)器符合現(xiàn)代的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在中國(guó)，對(duì)于抽水蓄能電站計(jì)劃的一個(gè)總體要求能夠是在相對(duì)較大的電網(wǎng)頻率和持久的變化工作需求環(huán)境中的操作。這些變化都必須在液壓布局和一開(kāi)始的設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮到，如表1，因?yàn)樗鼈償U(kuò)大了Hmax到Hmin連續(xù)操作中指定的范圍。泵的最大水頭模式將提供于避免不穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，在最低總頭處，最大的輸入功率必須控制在設(shè)計(jì)時(shí)電動(dòng)發(fā)電機(jī)所限制的功率范圍內(nèi)。在設(shè)計(jì)低壓側(cè)的轉(zhuǎn)輪葉片輪廓時(shí)，必須考慮忽略掉的大量的氣穴對(duì)于泵內(nèi)的整個(gè)頭部范圍的作用影響。四、水力設(shè)計(jì)和計(jì)算方法為了滿足桐柏項(xiàng)目的所有要求，安德里茨準(zhǔn)備了全新的水力設(shè)計(jì)。對(duì)于水泵水輪機(jī)設(shè)計(jì)，安德里茨對(duì)于開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用的程序和組件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，采用先進(jìn)的CFD流體力學(xué)計(jì)算方法（參考文獻(xiàn)1，2，3，4）。這些模塊組成的設(shè)計(jì)過(guò)程基本上是這樣的：計(jì)算機(jī)輔助的輪廓幾何定義，在不同的工作點(diǎn)對(duì)計(jì)算機(jī)配置文件的修改，流道的輔助數(shù)值模擬以改善穩(wěn)定性，盡量減少流場(chǎng)損失。各組件的主要尺寸是基于數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)型材的結(jié)合，采用簡(jiǎn)化的一維計(jì)算工具進(jìn)行設(shè)計(jì)給定。在幾個(gè)優(yōu)化循環(huán)中，通過(guò)三維（3D）的流動(dòng)模擬方法對(duì)這些組件進(jìn)行三維流動(dòng)影響的研究分析。該優(yōu)化循環(huán)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)靜止部件之間以及在兩個(gè)方向流動(dòng)的液體相互作用的優(yōu)化。同時(shí)，對(duì)該組件尺寸依據(jù)有關(guān)規(guī)定在安全和服務(wù)組件的機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行第一次檢查。全液壓設(shè)計(jì)過(guò)程的合理時(shí)間控制立足于由安德里茨水輪發(fā)電機(jī)公司研發(fā)的集成了內(nèi)部和商業(yè)工用的特制軟件開(kāi)發(fā)包的運(yùn)用。圖2：轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)過(guò)程是通過(guò)運(yùn)用3D歐拉代碼參數(shù)的快速變化的方法啟動(dòng)，由此產(chǎn)生的初步轉(zhuǎn)輪配置文件用于詳細(xì)的摩擦損失和湍流效應(yīng)的粘性分析（參考文獻(xiàn)1，2，3，4，5，6）。如果有必要，外形尺寸應(yīng)適應(yīng)結(jié)果的提高。設(shè)計(jì)過(guò)程以在轉(zhuǎn)輪流動(dòng)與毗鄰的組件連接的耦合計(jì)算結(jié)束。該液壓系統(tǒng)的運(yùn)行以整個(gè)工作范圍內(nèi)從最低到最高水頭流量來(lái)平衡。在過(guò)去的泵式渦輪機(jī)的設(shè)計(jì)都主要集中在泵的運(yùn)行，現(xiàn)在設(shè)計(jì)還需要對(duì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行研究。葉片輪廓的優(yōu)化是一個(gè)典型的平衡優(yōu)化過(guò)程，覆蓋了從整個(gè)指定頭部在兩種操作模式下的流量范圍，這意味著需要特別注意的是，不僅要支持最佳操作條件，同時(shí)也要關(guān)注非設(shè)計(jì)性操作。在流道內(nèi)的渦流模式檢測(cè)是用來(lái)評(píng)估在極端條件下的工作行為，如渦輪部分負(fù)荷或在接近最大水頭處的抽水狀況。圖3：對(duì)于泵系統(tǒng)的操作應(yīng)特別注意避免對(duì)壓力和吸力面的氣蝕，這意味著設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)泵中轉(zhuǎn)子的邊緣進(jìn)行最大和最小流量的優(yōu)化，如圖3，不同的顏色表明靜壓的不同層次，光滑連續(xù)的變化表明流場(chǎng)的損耗較低。安德里茨所運(yùn)用Navier - Stokes方程為在渦輪機(jī)和水泵水輪機(jī)流模擬的是Ansys CFX ，這種商業(yè)CFD軟件是渦輪機(jī)械領(lǐng)域所公認(rèn)的，它提供了多種粘性的方法求解雷諾平均Navier- Stokes方程的解。該方程組是由一個(gè)封閉的粘性湍流模型的數(shù)量解決方案構(gòu)成。對(duì)于桐柏模擬井的k -湍流模型，該方法可以用于求解泵系統(tǒng)的黏性項(xiàng)，一般的電網(wǎng)接口允許非匹配型網(wǎng)格相連接，并參考和多幀滑動(dòng)網(wǎng)格提供時(shí)間的平均或瞬時(shí)轉(zhuǎn)子定子的互動(dòng)性能。五、模型試驗(yàn)對(duì)于桐柏項(xiàng)目，泵渦輪機(jī)的客戶不僅需要大量的流量計(jì)算，還需要進(jìn)行流體力學(xué)模型的試驗(yàn)證明，保證液壓指定的主要性能數(shù)據(jù)得到滿足。因此，需對(duì)一個(gè)同源比例為1：11.93的模型進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和優(yōu)化。測(cè)試條件應(yīng)當(dāng)對(duì)正常運(yùn)行中的測(cè)試頭至少有60米的最低距離限度。在第一步的水力設(shè)計(jì)中，主要是對(duì)性能的檢查，并通過(guò)對(duì)液壓輪廓稍作修改以使系統(tǒng)在達(dá)到最大功率方面獲得最佳的操作條件，保證加權(quán)效率的汽蝕泵模式。圖4圖5最后的測(cè)驗(yàn)，是由客戶代表的證實(shí)，不僅包括液壓系統(tǒng)的驗(yàn)證，也要對(duì)便門(mén)扭矩進(jìn)行檢查，在尾水管、轉(zhuǎn)輪的液壓推力的4個(gè)性能特點(diǎn)的壓力脈動(dòng)象限作以計(jì)算為基礎(chǔ)的各種瞬變情況分析。六、非定?，F(xiàn)象對(duì)于泵式渦輪機(jī)，能夠在廣闊的工作范圍內(nèi)平穩(wěn)的運(yùn)行是非常重要的，非定?，F(xiàn)象是由轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)所的不穩(wěn)定引起的。因此，調(diào)查這些不穩(wěn)定因素的影響，有助于系統(tǒng)完善運(yùn)行行為的建立。在發(fā)電機(jī)的運(yùn)行測(cè)試中，對(duì)尾水管渦流的不穩(wěn)定效果的可靠性分析是必須的一個(gè)環(huán)節(jié)，如圖.2 所示研究的是，由離開(kāi)流場(chǎng)的強(qiáng)烈影響，在運(yùn)行范圍引起的尾水管渦流的壓力脈動(dòng)，安德里茨對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了多年激烈的特殊項(xiàng)目研究，因此擁有了系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)以利于提高轉(zhuǎn)輪的外形設(shè)計(jì)。圖2：在某些情況下，一臺(tái)泵在渦輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行的同步范圍內(nèi)發(fā)生不穩(wěn)定干涉，這種不穩(wěn)定可能是導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪葉片之間不穩(wěn)定的原因，如圖. 3所示。一個(gè)旋轉(zhuǎn)流分離可能導(dǎo)致流場(chǎng)的速度和扭矩的變化，從而使同步運(yùn)行需要很長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整，甚至成為不可能。所以在詳細(xì)的調(diào)查時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)提供更多的分析數(shù)據(jù)以助于減少這些不穩(wěn)定因素的影響，確保運(yùn)行的同步。圖3：七、一般的泵式渦輪機(jī)機(jī)組的設(shè)計(jì)理念該泵式渦輪機(jī)旨在通過(guò)發(fā)電機(jī)替代部分渦輪機(jī)零件，見(jiàn)圖. 6。渦輪發(fā)電機(jī)組配有2個(gè)發(fā)電機(jī)徑向軸承和一個(gè)用于引導(dǎo)液流的泵式渦輪機(jī)導(dǎo)軸承徑向軸。推力軸承是結(jié)合較低的發(fā)電機(jī)導(dǎo)流軸承和發(fā)電機(jī)支架的下方支撐。經(jīng)銷(xiāo)商配備了連接到2個(gè)與油壓伺服電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行的標(biāo)稱(chēng)64個(gè)調(diào)節(jié)環(huán)。一個(gè)配備有2個(gè)伺服電機(jī)的球形閥位于上游的部位，并與壓力鋼管相連接。液壓式調(diào)速器和進(jìn)氣閥控制與分離器限制油壓裝置壓力。要啟動(dòng)泵系統(tǒng)運(yùn)行，需在轉(zhuǎn)輪室加水加壓空氣壓進(jìn)，高壓空氣管應(yīng)固定在尾水管錐的上部，為了加快旋翼的額定轉(zhuǎn)速，需由一個(gè)靜態(tài)頻率轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制。圖6在設(shè)計(jì)渦輪機(jī)，特別是泵式渦輪機(jī)時(shí)，主要設(shè)計(jì)方面是機(jī)械零部件之間的流體受力情況分析與設(shè)計(jì)和技術(shù)協(xié)調(diào)。一個(gè)系統(tǒng)良好的振動(dòng)行為（除其他因素影響）是實(shí)現(xiàn)液體在系統(tǒng)中流動(dòng)的最直接最有效的方式。八、預(yù)埋件座環(huán)蝸殼的設(shè)計(jì)該座環(huán)蝸殼為泵式渦輪機(jī)的主要支撐結(jié)構(gòu)。它由焊接在一起的兩部分構(gòu)成，該座環(huán)固定安裝。為了優(yōu)化蝸殼壁厚，配備單節(jié)角撐板，見(jiàn)圖.7所示。 有了這些角撐板，就有了一個(gè)比周?chē)源蟮奈仛や摪鍓穸龋瑥亩鴾p少了應(yīng)力在座環(huán)蝸殼與底板之間的過(guò)渡。因此該節(jié)蝸殼壁厚可以適當(dāng)?shù)臏p少。這個(gè)解決方案專(zhuān)利已被該工程所應(yīng)用。圖7： 九、邊門(mén)軸承的改進(jìn)在泵式渦輪機(jī)的閘門(mén)處應(yīng)裝有高動(dòng)態(tài)力系統(tǒng)，尤其是在短暫的運(yùn)作階段。這些動(dòng)態(tài)的激勵(lì)力量可能會(huì)引起系統(tǒng)不必要的震動(dòng)?，F(xiàn)有工程中的差距通常在邊門(mén)軸承的選擇上。圖8為了避免這種軸承的消極影響，桐柏項(xiàng)目專(zhuān)門(mén)提供預(yù)應(yīng)力Teflon軸承（見(jiàn)圖.8），這種類(lèi)型的軸承，不僅成功地應(yīng)用于新安德里茨的泵式渦輪機(jī)，也對(duì)邊門(mén)軸承進(jìn)行了更換翻新，以增加軸承的使用壽命和減少振動(dòng)。軸承由兩個(gè)錐形套管構(gòu)成，里面包括強(qiáng)化聚四氟乙烯襯套陪襯，可以承擔(dān)在一個(gè)共同的徑向變形的效果，并對(duì)這徑向變形進(jìn)行調(diào)整，以產(chǎn)生所需的徑向預(yù)應(yīng)力。圖9：圖.9顯示了新的軸承減少泵振動(dòng)的一個(gè)典型瞬態(tài)模式，可見(jiàn)，具有預(yù)應(yīng)力的渦輪機(jī)在系統(tǒng)振動(dòng)行為上的差異是顯而易見(jiàn)的。十、保險(xiǎn)桿導(dǎo)葉在結(jié)束行程時(shí)如果邊門(mén)被異物阻塞，則邊門(mén)桿扭矩的傳送就應(yīng)被迫中斷。桐柏項(xiàng)目中，這個(gè)功能通過(guò)一個(gè)具有特殊杠桿摩擦墊片來(lái)實(shí)現(xiàn)，它允許的扭矩閾值精確調(diào)整（見(jiàn)圖.10），保險(xiǎn)桿導(dǎo)葉的安全杠桿已經(jīng)過(guò)測(cè)試，能夠非常精細(xì)的界定其在操作過(guò)程中的各個(gè)行為。通過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)對(duì)邊門(mén)桿扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和驗(yàn)證。對(duì)于一個(gè)應(yīng)用純摩擦來(lái)調(diào)節(jié)的扭矩門(mén)杠桿，觸發(fā)后的制動(dòng)力矩常數(shù)以及可調(diào)導(dǎo)葉區(qū)位是它最大的優(yōu)勢(shì)。圖10十一、運(yùn)行試驗(yàn)分析液壓同步過(guò)程中的穩(wěn)定性和甩負(fù)荷對(duì)于每個(gè)可逆式泵式渦輪機(jī)都會(huì)有顯示的不穩(wěn)定區(qū)域，在桐柏模型試驗(yàn)中，對(duì)泵式渦輪機(jī)的水力方面進(jìn)行了分析，特別是在不穩(wěn)定區(qū)域和同步區(qū)域。在與瞬態(tài)仿真布局階段分析中，沒(méi)有出現(xiàn)任何不穩(wěn)定瞬態(tài)工況的危險(xiǎn)。調(diào)試過(guò)程也通過(guò)同步和空載試驗(yàn)驗(yàn)證了這一分析結(jié)果，沒(méi)有發(fā)生不穩(wěn)定時(shí)的關(guān)閉，也沒(méi)有在無(wú)負(fù)荷的條件下同步運(yùn)行（見(jiàn)圖.11）。圖11：十二、壓力脈動(dòng)在平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的壓力脈動(dòng)符合期望。桐柏項(xiàng)目和一個(gè)類(lèi)似系統(tǒng)之間的比較如圖.12所示。泵可變的渦輪測(cè)量壓力脈動(dòng)和速度也是在這個(gè)圖中表示出來(lái)。圖12在泵與變速渦輪機(jī)的壓力脈動(dòng)減少值超過(guò)50時(shí)，部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，泵的變量和定速渦輪機(jī)壓力脈動(dòng)幾乎是相同的。噪聲測(cè)量，如圖13所示： 在尾水管測(cè)量噪聲的圖中顯示，尾水管錐傳遞到混凝土的底環(huán)力量，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)控制，錐形不是嵌入在周長(zhǎng)允許進(jìn)入的導(dǎo)軸承和葉片下，而是應(yīng)該嵌入在方便維修的混凝土中。在尾水管接入的噪音（即使尾水管錐不完全轉(zhuǎn)化為具體的嵌入式）顯示出正?？山邮艿闹怠Ｖ档靡惶岬氖?，所有在招標(biāo)文件中的限制要求，只允許80到85分貝，這主要應(yīng)用一個(gè)聲音隔離門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)噪聲控制。十三、跳動(dòng)和振動(dòng)軸的軸承軸承座振動(dòng)的測(cè)量是首選的振動(dòng)速度測(cè)量指標(biāo)，在指定的工作范圍測(cè)量振動(dòng)速度，如圖14所示，桐柏項(xiàng)目中，軸承的振動(dòng)是在一個(gè)很好的液壓機(jī)水平指定的操作范圍。在ISO10816-5“測(cè)量非旋轉(zhuǎn)部件上的機(jī)械振動(dòng)” 評(píng)價(jià)，尤其是表中所示，在此提供的數(shù)字是無(wú)效的，也無(wú)法設(shè)置緊急停機(jī)和無(wú)瞬態(tài)工況排放的有效運(yùn)作。圖14這個(gè)情況是可以理解的，而如果在正常操作范圍內(nèi)的數(shù)值與振動(dòng)在緊急關(guān)機(jī)的高一個(gè)數(shù)量級(jí)的順序下進(jìn)行比較，則結(jié)果如圖15所示：圖15十四、甩負(fù)荷時(shí)軸向力的預(yù)測(cè)即使有進(jìn)展的預(yù)測(cè)軸向力，很多時(shí)候的精度也是有限的，特別是在不穩(wěn)定的操作系統(tǒng)中。但是，推力軸承的設(shè)計(jì)也必須考慮瞬態(tài)工況時(shí)軸向力的影響，這就需要較高的安全邊際。因此，它是衡量效率在原型的動(dòng)力系統(tǒng)中的指標(biāo)，與桐柏項(xiàng)目的預(yù)期相比較，加載過(guò)程中的泵式渦輪機(jī)不能拒絕軸向推力，但也要考慮到頂蓋和流場(chǎng)底部的壓力測(cè)量，見(jiàn)圖.16。圖16在圖16中，將平穩(wěn)運(yùn)行的液壓軸向推力在正常運(yùn)行的總推力負(fù)荷定義為100。在關(guān)閉時(shí)速度增加，第一秒和軸向推力下降到80，后增加至最高速度。第一次下降后，軸向推力增加，在此壓力下的轉(zhuǎn)輪進(jìn)口壓力也隨之變化，當(dāng)在轉(zhuǎn)輪壓力排在第一位的軸向推力減小，反之亦然。在過(guò)渡模式的泵式渦輪機(jī)組接觸到的最高負(fù)荷和振動(dòng)，只有在水工設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)及優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)注意到這些過(guò)渡因素的影響才會(huì)導(dǎo)致良好的系統(tǒng)運(yùn)行行為。十五、結(jié)論對(duì)于桐柏抽水蓄能電站的項(xiàng)目，安德里茨開(kāi)發(fā)和優(yōu)化出一個(gè)新的泵式渦輪機(jī)，設(shè)計(jì)過(guò)程對(duì)所有組件進(jìn)行了仔細(xì)的數(shù)據(jù)分析，并通過(guò)對(duì)流動(dòng)模擬的現(xiàn)代工具手段對(duì)組件的相互作用進(jìn)行了透徹的分析，確保了新型液壓工作環(huán)境下對(duì)水利系統(tǒng)性能的改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。該試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮诒挥糜隍?yàn)證數(shù)值分析的結(jié)果和配置文件時(shí)進(jìn)行了微調(diào)，桐柏項(xiàng)目系統(tǒng)顯示出良好的運(yùn)行行為，在一個(gè)與試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃推渌麥y(cè)量結(jié)果原型實(shí)測(cè)數(shù)量的比較中，表現(xiàn)出良好的性能，并在設(shè)計(jì)階段的預(yù)測(cè)已達(dá)到非常好功能效果。該項(xiàng)目的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法為幾個(gè)新的泵式渦輪機(jī)的設(shè)計(jì)和翻新提供了一個(gè)良好的反饋，為泵式渦輪機(jī)項(xiàng)目的進(jìn)一步推廣應(yīng)用奠定了可靠的基礎(chǔ)。十六、參考文獻(xiàn)1 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