飛逸工況下水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值研究.pdf

1、混流式水泵水輪機(jī)的特性曲線上存在有“S”特性區(qū)，對(duì)水輪機(jī)工況的啟動(dòng)并網(wǎng)、水輪機(jī)工況的甩負(fù)荷、調(diào)相工況轉(zhuǎn)發(fā)電等過程的運(yùn)行造成了不穩(wěn)定的影響。為了避免混流式水泵水輪機(jī)運(yùn)行時(shí)進(jìn)入到“S”特性區(qū)，需要對(duì)其進(jìn)行深入的分析和研究。
　　水泵水輪機(jī)的S特性問題是一個(gè)牽涉到了多個(gè)學(xué)科理論的一個(gè)綜合性領(lǐng)域，可以研究的方面有很多。飛逸工況是S特性產(chǎn)生的初始工況，為了研究S特性首先需要對(duì)飛逸工況有深入的了解。因此，本文對(duì)水泵水輪機(jī)在飛逸工況運(yùn)行時(shí)其內(nèi)部

2、流動(dòng)和對(duì)機(jī)組的影響進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　首先對(duì)水泵水輪機(jī)進(jìn)行了單流道和全流道的數(shù)值計(jì)算，確定了活動(dòng)導(dǎo)葉位于小開度和設(shè)計(jì)開度下的飛逸工況。對(duì)上述兩個(gè)工況進(jìn)行了比較分析，獲得了各個(gè)主要過流部件的壓力、軸面速度等流動(dòng)特征;重點(diǎn)比較了轉(zhuǎn)輪內(nèi)部的速度矢量圖、流線圖、渦量圖等，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪內(nèi)部形成的渦是引起它運(yùn)行不穩(wěn)定的重要原因，而渦的產(chǎn)生可能是和轉(zhuǎn)輪域內(nèi)過流通道的大小、葉片的幾何形狀等有關(guān)。
　　在上述研究的基礎(chǔ)上，詳細(xì)地比較了不同轉(zhuǎn)輪

3、形狀對(duì)其內(nèi)部渦的影響。本文使用七葉片轉(zhuǎn)輪、八葉片轉(zhuǎn)輪以及長(zhǎng)短葉片轉(zhuǎn)輪進(jìn)行了三維定常湍流計(jì)算，獲得了不同轉(zhuǎn)輪下其內(nèi)部渦量的變化規(guī)律;重點(diǎn)地比較了同一個(gè)葉片下的吸力面和壓力面的渦量分布。發(fā)現(xiàn)使用長(zhǎng)短葉片轉(zhuǎn)輪可以有效地減少渦的產(chǎn)生，對(duì)飛逸工況下渦產(chǎn)生和發(fā)展的機(jī)理進(jìn)行了初步的探索。
　　在定常計(jì)算的基礎(chǔ)上對(duì)飛逸工況下水泵水輪機(jī)進(jìn)行了全流道三維非定常湍流計(jì)算。分析了小開度和設(shè)計(jì)開度下的壓力脈動(dòng)、對(duì)比了小開度飛逸工況下七葉片轉(zhuǎn)輪和八葉片轉(zhuǎn)輪壓