水泵水輪機(jī)內(nèi)部流動模擬及分析.pdf

1、抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中起著調(diào)峰填谷的作用。近年來其規(guī)模不斷擴(kuò)大。電網(wǎng)負(fù)荷復(fù)雜多變，要求其主要設(shè)備一可逆式水泵水輪機(jī)在不同工況間頻繁轉(zhuǎn)換，運(yùn)行不可避免的進(jìn)入非設(shè)計工況。當(dāng)水泵水輪機(jī)運(yùn)行在S特性不穩(wěn)定區(qū)域的飛逸、水輪機(jī)制動等非穩(wěn)定工況時，可能出現(xiàn)一些嚴(yán)重的問題，例如強(qiáng)烈的壓力脈動、大軸擺動、異常的噪聲和機(jī)組部件的疲勞斷裂等。不同工況下水泵水輪機(jī)內(nèi)部流動復(fù)雜，現(xiàn)場試驗無法觀測流動細(xì)節(jié)并得到詳細(xì)數(shù)據(jù)。為了深入研究水泵水輪機(jī)不穩(wěn)定現(xiàn)象產(chǎn)生的水力

2、機(jī)理，本文采取數(shù)值模擬的方法對發(fā)電方向三種導(dǎo)葉開度（6°、21°和24°）五種工況（反水泵、零流量、水輪機(jī)制動、飛逸和水輪機(jī)工況）下的水泵水輪機(jī)進(jìn)行分析。數(shù)值模擬采用商業(yè)軟件與自主編程的復(fù)雜流動結(jié)構(gòu)分析程序相結(jié)合的方式進(jìn)行。建立渦識別方法的數(shù)學(xué)模型，重點分析水泵水輪機(jī)工況變化時和不同區(qū)域內(nèi)復(fù)雜的渦結(jié)構(gòu)，并量化不同區(qū)域內(nèi)回流的位置和強(qiáng)度，理論計算并分析轉(zhuǎn)輪上的受力情況。通過模擬分析，可以得出以下結(jié)論:
　　(1)旋轉(zhuǎn)不變渦分析方法在