水輪機葉片頭部背面初生空化CFD分析.pdf

1、水輪機作為水電站的核心部件，對水電站的整體性能起著決定性的作用，水輪機技術的研究一直伴隨著水電的開發(fā)在不斷地發(fā)展。但是，國內外不少水電站由于一些尚未解決的技術問題導致機組出現(xiàn)異常甚至過流部件的損壞，困擾水輪機安全高效穩(wěn)定運行的一些技術難題有待解決。隨著水輪機向大型化方向發(fā)展，工程上對水輪機的能量特性、空化性能和穩(wěn)定性又提出了更高的要求。因此，充分了解和掌握水輪機各過流部件的流動特性，對于正確預測水輪機的性能及提高設計水平具有重要的意義。

2、所以開展水輪機過流部件內部的定常及非定常流動分析對于深入了解水輪機振動的內在機理、改善水輪機的綜合水力性能、提高水輪發(fā)電機組的運行穩(wěn)定性具有十分重要的意義。然而對于葉片頭部背面初生空化現(xiàn)象的研究，目前國內外只有試驗觀察，對于其發(fā)生機理還沒有明確定論，所以對葉片頭部背面初生空化的數(shù)值模擬有著重要意義，為今后進一步研究提供幫助。
　　水輪機內部真實的流動是三維粘性不可壓縮湍流。本文采用CFX10.0商用軟件，基于雷諾時均N-S方程與雷

3、諾應力湍流模型，以某混流式水輪機機組轉輪為算例，進行了定常全流道三維湍流數(shù)值計算，模擬了水輪機內部三維湍流流場，獲得了水輪機內部流場的流態(tài)特征。
　　根據(jù)水輪機全流道三維數(shù)值模擬結果，通過計算效率和試驗效率對比，得出計算效率與試驗效率趨勢相同，在小開口時計算效率比試驗效率低，而在大開口時兩者效率基本一致的結論。
　　根據(jù)計算結果，通過分析壓力場、速度場和流線的流態(tài)特征，將計算結果與試驗結果對比，進一步說明數(shù)值計算完全可以模擬