本文選題：軸流式水輪機(jī) + 超低水頭　； 參考：《水電能源科學(xué)》2016年01期

【摘要】：結(jié)合某水電站改造要求,研發(fā)了一種設(shè)計(jì)水頭為2.75m的超低水頭軸流式水輪機(jī)并對(duì)其性能進(jìn)行優(yōu)化,以達(dá)到有效利用低水頭水力資源的目的。基于不可壓縮連續(xù)方程及雷諾時(shí)均Navier-Stokes方程,采用Spalart-Allmaras湍流模型和SIMPLEC算法對(duì)軸流式水輪機(jī)進(jìn)行三維全流場(chǎng)數(shù)值模擬,分別分析了軸流式轉(zhuǎn)輪葉片翼型、輪轂比、導(dǎo)葉開度及安放角對(duì)水輪機(jī)性能的影響,并對(duì)最優(yōu)模型進(jìn)行實(shí)測(cè)驗(yàn)證。結(jié)果表明,在滿足設(shè)計(jì)水頭為2.75m的情況下,選用配置葉片B、輪轂比為0.30、葉片相對(duì)安放角為-2°的水輪機(jī),當(dāng)導(dǎo)葉相對(duì)開度為0°時(shí),裝置水力損失最小,最高效率達(dá)83.7%,且數(shù)值模擬計(jì)算所得出力與實(shí)測(cè)結(jié)果誤差小于0.99%,表明基于CFD的數(shù)值模擬對(duì)超低水頭軸流式水輪機(jī)的性能預(yù)測(cè)精度較高。
[Abstract]:An ultra-low head axial flow turbine with a design head of 2.75m was developed and its performance was optimized in order to make effective use of low head hydraulic resources. Based on the incompressible continuum equation and Reynolds time-averaged Navier-Stokes equation, the three-dimensional full-flow field numerical simulation of axial flow turbine is carried out by using Spalart-Allmaras turbulence model and SIMPLEC algorithm. The airfoil and hub ratio of axial flow runner blade are analyzed, respectively. The influence of guide vane opening and setting angle on the performance of hydraulic turbine is studied and the optimal model is tested. The results show that when the design head is 2.75m, the turbine with blade B, wheel hub ratio 0.30 and blade relative angle 2 擄, the hydraulic loss of the unit is minimum when the relative opening of the guide vane is 0 擄. The maximum efficiency is 83.7, and the error between the calculated force and the measured results is less than 0.99, which indicates that the performance prediction accuracy of the numerical simulation based on CFD is higher than that of the ultra-low head axial flow turbine.
【作者單位】： 河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院;中水珠江規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司;河海大學(xué)水利水電學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(51339005)
【分類號(hào)】：TK733.3

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本文編號(hào)：1876602