导叶头部圆半径对水泵水轮机水力特性的影响

作者:李琪飞; 马琴珍; 辛路
来源:华中科技大学学报(自然科学版)科技大学, 2022, 50(03): 94-115.
DOI:10.13245/j.hust.220317

摘要

针对水泵水轮机“S”特性,以国内某抽水蓄能电站水泵水轮机模型机为研究对象,改进活动导叶翼型几何结构,基于Realizable k-ε湍流模型,通过数值计算分析改进活动导叶翼型几何结构对水泵水轮机“S”特性的改善及水力性能的影响.结果表明:减小导叶头部圆半径r至r-0.313 mm,对机组“S”特性存在较佳的改善效果,主要是由于减少了导叶出口及转轮进口等处的旋涡,改善了转轮叶片进口旋涡流阻塞通道的情况;随着r减小,转轮所受径向激励力合力呈先减小后增大趋势,且在r-0.313 mm时转轮径向力合力最小,径向力合力的峰谷差值最小,对应的转轮径向力合力也较稳定,对机组的运行影响较小,结合效率总结出方案r-0.313 mm是6种方案中的最优方案;分析飞逸工况下S1流面流态及无叶区压力脉动可得方案r-0.313mm对应的活动导叶出口端的高压区域最少,整体来看无叶区压力脉动曲线变化有一定的周期性.

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