沖擊式水輪機(jī)及其內(nèi)部不良流動(dòng)的數(shù)值模擬研究.pdf

1、我國(guó)西部高水頭水力資源的蘊(yùn)含量非常豐富，沖擊式水輪機(jī)具有適應(yīng)高水頭運(yùn)行的特點(diǎn)，是高水頭水力開(kāi)發(fā)必不可少的機(jī)型。然而與反擊式水輪機(jī)已經(jīng)非常成熟的技術(shù)相比，我國(guó)對(duì)沖擊式水輪機(jī)的研究可以說(shuō)才剛剛起步。沖擊式水輪機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)要比反擊式水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)復(fù)雜很多，因?yàn)槠鋬?nèi)部流動(dòng)是三維非定常的氣液兩相流流動(dòng)，分析其流動(dòng)特點(diǎn)時(shí)，不僅要考慮氣體相與液體相之間的相互作用，還要考慮射流與射流之間相互干涉、射流與轉(zhuǎn)輪之間相互干涉等很多不良流動(dòng)現(xiàn)象，這些不良流動(dòng)現(xiàn)

2、象會(huì)很大的降低水輪機(jī)的出力和效率，也會(huì)造成水輪機(jī)機(jī)組的不穩(wěn)定，因此對(duì)沖擊式水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析，研究其內(nèi)部的存在的各種不良流動(dòng)現(xiàn)象就顯得特別重要。
　　為實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊式水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行分析，本文中對(duì)某一在運(yùn)水電站的水斗式水輪機(jī)原型內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，本文研究的主要內(nèi)容如下：
　　1.對(duì)沖擊式水輪機(jī)的導(dǎo)水部件配水管進(jìn)行數(shù)值模擬，分析其內(nèi)部的流動(dòng)不均勻現(xiàn)象和流動(dòng)損失，并對(duì)噴嘴內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，得到此噴嘴中噴針行程與噴

3、嘴流量的關(guān)系。
　　2.通過(guò)對(duì)沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)部?jī)上嗔髁鲃?dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)不同時(shí)刻同一水斗內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了分析，對(duì)同一時(shí)刻轉(zhuǎn)輪中受兩射流作用的不同水斗內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了分析。
　　3.通過(guò)對(duì)沖擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)部?jī)上嗔髁鲃?dòng)全過(guò)程的數(shù)值模擬，找到本文研究水輪機(jī)內(nèi)部存在的三種不良流動(dòng)現(xiàn)象，并給予合理的解釋?zhuān)詈筢槍?duì)每一種不良流動(dòng)給出合理的解決方案，并分析各種方案的可行性。
　　結(jié)果表明，配水管中支路突然轉(zhuǎn)折是造成配水管中流動(dòng)不