中比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)部葉道渦模擬研究.pdf

1、水輪機(jī)是水電站的核心設(shè)備，其最重要的三個(gè)性能指標(biāo)是：效率、空化和穩(wěn)定性，分別關(guān)系到機(jī)組對水能的利用程度、機(jī)組的壽命和機(jī)組能否安全正常運(yùn)行。轉(zhuǎn)輪是水輪機(jī)最為關(guān)鍵的部件，其性能的高低直接影響到水輪機(jī)的三個(gè)性能的好壞；同時(shí)也是最容易因設(shè)計(jì)不當(dāng)或運(yùn)行不合理等原因而遭到破壞的部件之一。因此，研究轉(zhuǎn)輪內(nèi)部流場，對轉(zhuǎn)輪內(nèi)部流動(dòng)的速度、壓力等進(jìn)行分析，對于提高水力發(fā)電機(jī)組的效率和運(yùn)行穩(wěn)定性、減少空化的發(fā)生以及適應(yīng)現(xiàn)代化水電機(jī)組朝大型化發(fā)展的趨勢等具有重

2、要的意義。
　　 隨著混流式水輪機(jī)的不斷發(fā)展，發(fā)現(xiàn)除了尾水管渦帶和卡門渦這些熟知的影響水輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的水力振動(dòng)外，還存在一系列值得關(guān)注的水力不穩(wěn)定現(xiàn)象，其一就是葉道渦。
　　 本文以某具體電站混流式水輪機(jī)為例，對轉(zhuǎn)輪區(qū)域進(jìn)行了三維非定常流動(dòng)模擬計(jì)算，得出了多個(gè)典型工況下的速度場、壓力場及不同測點(diǎn)的壓力脈動(dòng)，研究分析了不同工況下，同一周期不同時(shí)刻轉(zhuǎn)輪區(qū)域的葉道渦情況。模擬結(jié)果顯示，在高于設(shè)計(jì)水頭時(shí)脫流發(fā)生在上冠葉片進(jìn)口的背