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摘要
由于离心泵反转作液力透平缺少活动导叶等导流装置，在偏工况下其性能会急剧下降，从而限制了透平的应用。转轮作为透平回收能量的核心部件，其内部流动特性的优劣会直接影响透平性能。为探究偏工况下叶片表面流动分离特性，文章首先通过数值计算方法预测了透平在不同工况下的水力性能，并进行试验验证了数值方法的准确性。随后，基于分离奇点理论及摩擦力线的拓扑分析方法诊断了叶片表面发生流动分离的区域，并建立了叶片表面流动分离与摩擦力线奇点类型之间的相互联系。最后，通过局部流动特征揭示了流动分离产生的原因。研究结果表明：不同工况下叶片表面流动分离的发生区域不完全一致，但从流动分离类型看来，当流动分离发生在吸力面时，分离类型主要为鞍点-螺旋分离点式分离、鞍点-分离结点式分离，而当流动分离发生在压力面时，分离类型主要为鞍点-分离结点式分离。叶片表面局部摩擦力线的奇点个数越多表示区域内流动越复杂，其中回流通常起始于附着线附近，而流动分离则发生分离线附近。研究结果可为液力透平的性能提升及运行调控提供参考。
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单位电子工程学院; 江西应用技术职业学院
