葉片幾何參數(shù)對(duì)水泵水輪機(jī)水力性能的影響研究.pdf

1、目前，可逆式混流水泵水輪機(jī)向高水頭、大型化方向發(fā)展趨勢(shì)。然而，由于其內(nèi)部流動(dòng)具有雙向流動(dòng)的特點(diǎn)，因而在選擇水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪參數(shù)過(guò)程中需要同時(shí)考慮水泵工況和水輪機(jī)工況的流動(dòng)特性，使水泵水輪機(jī)能夠在兩種運(yùn)行方式下均具有良好的機(jī)械性能、水力性能。為此本文以CFD軟件為基礎(chǔ)，對(duì)水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪性能進(jìn)行預(yù)估分析;得到葉片參數(shù)包角對(duì)雙向流動(dòng)性能的影響;以及導(dǎo)葉尾部卡門渦列的頻譜特性。
　　首先，分別對(duì)水輪機(jī)工況和水泵工況進(jìn)行定常與非定常全流道計(jì)算

2、分析。定常計(jì)算表明:水輪機(jī)工況水力損失主要分布在轉(zhuǎn)輪和尾水管;水泵工況水力損失主要分布在蝸殼和雙列葉柵區(qū)域。非定常計(jì)算結(jié)果表明:雙列葉柵區(qū)域和轉(zhuǎn)輪區(qū)域壓力脈動(dòng)明顯，水泵工況時(shí)脈動(dòng)頻率以1倍的葉倍頻為主;水輪機(jī)工況時(shí)固定導(dǎo)葉區(qū)域脈動(dòng)頻率以2倍葉倍頻為主，活動(dòng)導(dǎo)葉以1倍葉倍頻為主。對(duì)于轉(zhuǎn)輪與導(dǎo)葉間的無(wú)葉區(qū)域，水泵工況和水輪機(jī)工況脈動(dòng)頻率均接近2.2倍葉倍頻。
　　其次，分析葉片參數(shù)包角對(duì)水泵水輪機(jī)整體流動(dòng)性能的影響。在保證轉(zhuǎn)輪進(jìn)出口邊

3、直徑不變條件下，通過(guò)改變高、低壓邊周向位置來(lái)調(diào)整葉片包角。并對(duì)改型后所得的一系列葉片分別進(jìn)行數(shù)值模擬，得到包角改變后機(jī)組整體性能及流動(dòng)特性的影響。
　　最后，應(yīng)用大渦模擬法分別對(duì)單個(gè)活動(dòng)導(dǎo)葉、雙列葉柵及雙列葉柵加轉(zhuǎn)輪進(jìn)行分析，主要分析翼型尾部區(qū)域的卡門渦列。對(duì)不同來(lái)流沖角的單個(gè)活動(dòng)導(dǎo)葉數(shù)值模擬結(jié)果表明，沖角改變時(shí)，翼型尾部壓力脈動(dòng)幅值發(fā)生改變，翼型尾部卡門渦頻率不變。對(duì)不同工況下雙列葉柵尾部測(cè)點(diǎn)壓力脈動(dòng)進(jìn)行分析，結(jié)果表明其壓力脈動(dòng)