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摘要
调相工况是抽水蓄能机组重要运行工况，也是水泵水轮机泵工况启动时的必经工况。影响调相运行稳定性的关键因素是水环特性及其控制方式。长期以来，对水环的形成与发展规律缺乏系统研究，其控制方式主要依赖于现场调试。选用中比转速水泵水轮机模型为研究对象，基于RNGk-ε湍流模型和VOF多相流模型对水泵水轮机不同转速、蜗壳内不同压力、上止漏环不同冷却水流量及不同导叶开度下的水环特性进行非定常流动分析，获得了4个因素影响下的水环厚度变化规律及无叶区和固定导叶与活动导叶间压力脉动特性，并建立水环厚度的理论表达式。当4个变量中3个保持恒定时，研究结果表明，水环厚度和功率随导叶开度增大而减小，逸气量随开度增大而增大；水环厚度随转速增大而减小，压力脉动随转速增大而降低；水环厚度随蜗壳内水压力增大而增大；水环厚度随冷却水流量增大而增大，压力脉动在临界冷却水流量时达到最大。研究成果为抽水蓄能机组调相工况运行时导叶开度、冷却水流量控制提供参考。
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