在CFD基礎上分析葉片數(shù)對水輪機性能的影響.pdf

1、小型電站的小容量機組轉(zhuǎn)輪葉片開口小，汛期易被漂浮物堵塞流道，經(jīng)常須要打開尾水管清除堵塞物；當?shù)y關閉不嚴并且電站各機組共用一根壓力引水鋼管時，或雖是單機單管，但電站吸出高度為負時，為防止倒灌事故，檢修工作須全廠停電才能進行，嚴重影響電站經(jīng)濟效益。本課題以鐵吾水電站HL220-WJ-71型水輪機為研究對象，提出了通過減少葉片數(shù)增強水輪機的過流能力，增加水輪機的出力。既具有學術意義，更具有較高的工程實際意義和經(jīng)濟價值。
　　 本文針

2、對HL220-WJ-71水輪機轉(zhuǎn)輪，分別在改造前后選取四個具有代表性的工況點(最優(yōu)工況、限制工況、較大導葉開度、小流量工況)進行計算。具體方法是利用FLUENT6.3軟件，采用標準k-ε雙方程紊流模型和SIMPLE算法進行計算。通過計算結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，葉片數(shù)的改變對葉片背面壓力影響較大，改造后轉(zhuǎn)輪在小流量工況到限制工況區(qū)運行時因葉片背面負壓產(chǎn)生的翼型汽蝕比改造前好轉(zhuǎn)，在大流量區(qū)有所惡化。水輪機運行在最優(yōu)工況區(qū)時，水流在轉(zhuǎn)輪出口處具有不太大

3、的正值環(huán)量，改造后的水輪機轉(zhuǎn)輪出口水流旋轉(zhuǎn)較大，因為改造后的轉(zhuǎn)輪最優(yōu)效率區(qū)向大流量工況區(qū)偏移，在限制工況和較大流量區(qū)運行時，改造后的轉(zhuǎn)輪出口水流旋轉(zhuǎn)比改造前的小。在小流量區(qū)運行時，改造前水輪機尾水管直錐段出現(xiàn)明顯的與轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)方向相同的偏心渦帶，改造后尾水管渦帶有所減弱。
　　 文中結(jié)合經(jīng)驗公式，利用FLUENT中的表面積分功能，計算了水輪機轉(zhuǎn)輪改造前后隨工況的變化效率和出力的變化規(guī)律。由計算結(jié)果可以看到，在最優(yōu)工況區(qū)運行時，改造