多種補(bǔ)氣方式對(duì)混流式水輪機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的影響.pdf

1、水輪機(jī)在擔(dān)任調(diào)峰調(diào)頻時(shí)，長(zhǎng)期穿越或處在低負(fù)荷區(qū)，而低負(fù)荷區(qū)的尾水管內(nèi)的壓力脈動(dòng)是造成機(jī)組振動(dòng)乃至整個(gè)廠房振動(dòng)的主要原因之一。本文針對(duì)這個(gè)問題，基于N-S方程，使用同位網(wǎng)格的SIMPLEC算法，采用RNG k-ε湍流模型，對(duì)混流式水輪機(jī)全流道進(jìn)行了定常與非定常數(shù)值模擬。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在低負(fù)荷工況下,轉(zhuǎn)輪由于出現(xiàn)了葉道渦使轉(zhuǎn)輪流態(tài)變差，在轉(zhuǎn)輪進(jìn)口靠上冠的部位產(chǎn)生葉道渦。在低負(fù)荷工況時(shí)，尾水管全段回流比較嚴(yán)重，轉(zhuǎn)輪出口的水

2、流向尾水管，由于在彎肘段靠近壁面處形成了兩個(gè)旋渦區(qū)，水流進(jìn)入彎肘段后受支墩影響形成了局部漩渦區(qū)，從而使尾水管不穩(wěn)定。⑵非定常計(jì)算結(jié)果進(jìn)行處理后可以發(fā)現(xiàn)，活動(dòng)導(dǎo)葉主頻分為兩部分，活動(dòng)導(dǎo)葉前主頻為低頻壓力脈動(dòng)，活動(dòng)導(dǎo)葉后的主頻與葉片主頻基本相等，為高頻壓力脈動(dòng)。尾水管處的振幅最大的位置位于尾水管直錐段，尾水管直錐段與彎管段的主頻均為低頻壓力脈動(dòng)。⑶研究了主軸中心孔補(bǔ)氣對(duì)混流式水輪機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的影響、十字架補(bǔ)氣對(duì)混流式水輪機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的影響和主軸

3、中心孔補(bǔ)氣、十字架補(bǔ)氣和頂蓋補(bǔ)氣三種補(bǔ)氣方式對(duì)混流式水輪機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)及壓力脈動(dòng)的影響。⑷不同工況下最優(yōu)補(bǔ)氣量是不同的；不同補(bǔ)氣方式的最優(yōu)補(bǔ)氣量是不同的;在補(bǔ)氣量過小的情況下，在轉(zhuǎn)輪的影響下它很快稀釋于水體中，進(jìn)入尾水管直錐段中心渦帶區(qū)域的氣體很少，無法起到改善水流的作用，補(bǔ)氣量過大，會(huì)使斷面過水面積減小，導(dǎo)致尾水管直錐段橫向水流增強(qiáng)導(dǎo)致不利流態(tài)。⑸水輪機(jī)主軸中心孔補(bǔ)氣、十字架補(bǔ)氣和頂蓋補(bǔ)氣提高了混流式水輪機(jī)活動(dòng)導(dǎo)葉及尾水管內(nèi)部壓力值；水輪