自由液面對(duì)低水頭燈泡貫流式水輪機(jī)流場(chǎng)的影響.pdf

1、近年來(lái)，如何綜合、經(jīng)濟(jì)得開發(fā)低水頭水力資源成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，燈泡貫流式水輪機(jī)作為開發(fā)低水頭水力資源的一種優(yōu)良機(jī)型，也成為了人們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文針對(duì)大型燈泡貫流式水輪機(jī)工作水頭低，轉(zhuǎn)輪直徑大，機(jī)組取水口距離水庫(kù)表面很近，同時(shí)引水管道較短等特點(diǎn)，采用模型試驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算兩種方法，研究了庫(kù)區(qū)和尾水明渠自由液面對(duì)低水頭燈泡貫流機(jī)組內(nèi)流動(dòng)特性的影響。
　　首先，根據(jù)重力相似準(zhǔn)則建立有壓管道的水力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，以管道上、下游水面高程?/p>

2、為實(shí)驗(yàn)工況，通過(guò)模型實(shí)驗(yàn)研究自由液面對(duì)壓力管道內(nèi)流動(dòng)特性的影響。此外，建立了實(shí)驗(yàn)裝置的三維幾何模型，對(duì)不同工況下壓力管道內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。通過(guò)將模型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，獲得了受自由液面影響的有壓管道內(nèi)流動(dòng)特性，在同一管道斷面上，壓力呈階梯狀分布，并且在管道過(guò)水?dāng)嗝嫔狭魉俜蔷鶆蚍植?，管道頂部流速小于底部。此外，定性分析了燈泡機(jī)組的進(jìn)口邊界條件，認(rèn)為在燈泡機(jī)組的進(jìn)口邊界上流速及壓力是非均勻分布的。
　　其次，

3、建立某一燈泡貫流式水輪機(jī)的三維幾何模型，包括:燈泡體、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪和尾水管四個(gè)部分。以導(dǎo)葉開度和葉片轉(zhuǎn)角作為計(jì)算工況，通過(guò)給定水輪機(jī)的進(jìn)口流量，在不考慮自由液面影響的情況下，對(duì)燈泡貫流機(jī)組進(jìn)行全流道定常數(shù)值計(jì)算，得到了燈泡貫流機(jī)組各過(guò)流部件的流速場(chǎng)與壓力場(chǎng)以及水輪機(jī)的效率、工作水頭、流量等水力學(xué)參數(shù)。
　　最后，在考慮自由液面情況下，建立包括庫(kù)區(qū)和尾水明渠的三維幾何模型，整個(gè)計(jì)算區(qū)域分為三個(gè)大的部分:上游庫(kù)區(qū)、水輪機(jī)流道、下游尾水明