雙列葉柵對水泵水輪機泵工況流動特性的影響研究.pdf

1、抽水蓄能機組把水輪機和水泵合而為一，機組運行過程中要在多個工況之間相互轉(zhuǎn)換，使得水泵水輪機在非設(shè)計工況運行的機會大大多于常規(guī)水電機組，水泵水輪機在全特性曲線上存在一個雙“S”區(qū)，一個存在于水輪機工況；一個存在于水泵工況，該區(qū)域的特性在水泵工況的揚程-流量曲線上表現(xiàn)為存在一個駝峰區(qū)，在該區(qū)域一個揚程對應(yīng)兩到三個流量，使得流道內(nèi)部流動紊亂，對抽水蓄能機組的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生了很大困擾，為了詳細了解水泵水輪機在駝峰區(qū)的流動特性，本文基于不可壓縮

2、流體的N-S方程和 SST k-ω湍流模型對一低比轉(zhuǎn)速水泵水輪機模型進行數(shù)值模擬，分析機組在泵工況駝峰區(qū)的內(nèi)部流動特性。
　　本文首先在水泵水輪機泵工況設(shè)計流量下，分析導葉開度對機組各過流部件附近流場的影響，發(fā)現(xiàn)當開度大于16°時，導葉開度對揚程、效率以及水頭損失影響較小，當開度小于16°時，導葉開度對揚程、效率以及水頭損失產(chǎn)生較大的影響。之后在16°開度下對不同流量工況下機組內(nèi)部流動進行研究，發(fā)現(xiàn)隨著流量的減小，揚程先開始上升，

3、在0.6Qd時機組揚程達到最大，當流量小于0.6Qd時，揚程開始下降，在流量減小過程中，在靠近轉(zhuǎn)輪進口的尾水管出口區(qū)域出現(xiàn)不穩(wěn)定流動，同時轉(zhuǎn)輪出口也出現(xiàn)射流，在局部區(qū)域形成回流，這股不穩(wěn)定水流運動延伸至雙列葉柵區(qū)域，引起該區(qū)域的回流及渦狀流動，形成了水流組成的擋水環(huán)，堵塞流道，使得雙列葉柵區(qū)處的水力損失幾乎是總水力損失的一半。第二，通過對16°開度下模型機組全流道進行非定常計算，得到其在一個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的壓力脈動情況，與定常計算結(jié)果對比分