雙列葉柵對(duì)水泵水輪機(jī)泵工況流動(dòng)特性的影響研究.pdf

1、抽水蓄能機(jī)組把水輪機(jī)和水泵合而為一，機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中要在多個(gè)工況之間相互轉(zhuǎn)換，使得水泵水輪機(jī)在非設(shè)計(jì)工況運(yùn)行的機(jī)會(huì)大大多于常規(guī)水電機(jī)組，水泵水輪機(jī)在全特性曲線上存在一個(gè)雙“S”區(qū)，一個(gè)存在于水輪機(jī)工況；一個(gè)存在于水泵工況，該區(qū)域的特性在水泵工況的揚(yáng)程-流量曲線上表現(xiàn)為存在一個(gè)駝峰區(qū)，在該區(qū)域一個(gè)揚(yáng)程對(duì)應(yīng)兩到三個(gè)流量，使得流道內(nèi)部流動(dòng)紊亂，對(duì)抽水蓄能機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生了很大困擾，為了詳細(xì)了解水泵水輪機(jī)在駝峰區(qū)的流動(dòng)特性，本文基于不可壓縮

2、流體的N-S方程和 SST k-ω湍流模型對(duì)一低比轉(zhuǎn)速水泵水輪機(jī)模型進(jìn)行數(shù)值模擬，分析機(jī)組在泵工況駝峰區(qū)的內(nèi)部流動(dòng)特性。
　　本文首先在水泵水輪機(jī)泵工況設(shè)計(jì)流量下，分析導(dǎo)葉開(kāi)度對(duì)機(jī)組各過(guò)流部件附近流場(chǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)開(kāi)度大于16°時(shí)，導(dǎo)葉開(kāi)度對(duì)揚(yáng)程、效率以及水頭損失影響較小，當(dāng)開(kāi)度小于16°時(shí)，導(dǎo)葉開(kāi)度對(duì)揚(yáng)程、效率以及水頭損失產(chǎn)生較大的影響。之后在16°開(kāi)度下對(duì)不同流量工況下機(jī)組內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨著流量的減小，揚(yáng)程先開(kāi)始上升，

3、在0.6Qd時(shí)機(jī)組揚(yáng)程達(dá)到最大，當(dāng)流量小于0.6Qd時(shí)，揚(yáng)程開(kāi)始下降，在流量減小過(guò)程中，在靠近轉(zhuǎn)輪進(jìn)口的尾水管出口區(qū)域出現(xiàn)不穩(wěn)定流動(dòng)，同時(shí)轉(zhuǎn)輪出口也出現(xiàn)射流，在局部區(qū)域形成回流，這股不穩(wěn)定水流運(yùn)動(dòng)延伸至雙列葉柵區(qū)域，引起該區(qū)域的回流及渦狀流動(dòng)，形成了水流組成的擋水環(huán)，堵塞流道，使得雙列葉柵區(qū)處的水力損失幾乎是總水力損失的一半。第二，通過(guò)對(duì)16°開(kāi)度下模型機(jī)組全流道進(jìn)行非定常計(jì)算，得到其在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的壓力脈動(dòng)情況，與定常計(jì)算結(jié)果對(duì)比分